writeback: add tracepoints for cgroup foreign writebacks
[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 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
91 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
92 #endif
93
94 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
95 static bool do_memsw_account(void)
96 {
97         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
98 }
99
100 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
101         "inactive_anon",
102         "active_anon",
103         "inactive_file",
104         "active_file",
105         "unevictable",
106 };
107
108 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
109 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
110 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
111
112 /*
113  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
114  * their hierarchy representation
115  */
116
117 struct mem_cgroup_tree_per_node {
118         struct rb_root rb_root;
119         struct rb_node *rb_rightmost;
120         spinlock_t lock;
121 };
122
123 struct mem_cgroup_tree {
124         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
125 };
126
127 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
128
129 /* for OOM */
130 struct mem_cgroup_eventfd_list {
131         struct list_head list;
132         struct eventfd_ctx *eventfd;
133 };
134
135 /*
136  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
137  */
138 struct mem_cgroup_event {
139         /*
140          * memcg which the event belongs to.
141          */
142         struct mem_cgroup *memcg;
143         /*
144          * eventfd to signal userspace about the event.
145          */
146         struct eventfd_ctx *eventfd;
147         /*
148          * Each of these stored in a list by the cgroup.
149          */
150         struct list_head list;
151         /*
152          * register_event() callback will be used to add new userspace
153          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
154          * on eventfd to send notification to userspace.
155          */
156         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
158         /*
159          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
160          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
161          * if you want provide notification functionality.
162          */
163         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
164                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
165         /*
166          * All fields below needed to unregister event when
167          * userspace closes eventfd.
168          */
169         poll_table pt;
170         wait_queue_head_t *wqh;
171         wait_queue_entry_t wait;
172         struct work_struct remove;
173 };
174
175 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
176 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
177
178 /* Stuffs for move charges at task migration. */
179 /*
180  * Types of charges to be moved.
181  */
182 #define MOVE_ANON       0x1U
183 #define MOVE_FILE       0x2U
184 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
185
186 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
187 static struct move_charge_struct {
188         spinlock_t        lock; /* for from, to */
189         struct mm_struct  *mm;
190         struct mem_cgroup *from;
191         struct mem_cgroup *to;
192         unsigned long flags;
193         unsigned long precharge;
194         unsigned long moved_charge;
195         unsigned long moved_swap;
196         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
197         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
198 } mc = {
199         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
200         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
201 };
202
203 /*
204  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
205  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
206  */
207 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
208 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
209
210 enum charge_type {
211         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
212         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
213         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
215         NR_CHARGE_TYPE,
216 };
217
218 /* for encoding cft->private value on file */
219 enum res_type {
220         _MEM,
221         _MEMSWAP,
222         _OOM_TYPE,
223         _KMEM,
224         _TCP,
225 };
226
227 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
228 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
229 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
230 /* Used for OOM nofiier */
231 #define OOM_CONTROL             (0)
232
233 /*
234  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
235  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
236  * be used for reference counting.
237  */
238 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
239         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
240              iter != NULL;                              \
241              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
242
243 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
244         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
245              iter != NULL;                              \
246              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
247
248 static inline bool should_force_charge(void)
249 {
250         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
251                 (current->flags & PF_EXITING);
252 }
253
254 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
255 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
256 {
257         if (!memcg)
258                 memcg = root_mem_cgroup;
259         return &memcg->vmpressure;
260 }
261
262 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
263 {
264         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
265 }
266
267 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
268 /*
269  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
270  * The main reason for not using cgroup id for this:
271  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
272  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
273  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
274  *  200 entry array for that.
275  *
276  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
277  * will double each time we have to increase it.
278  */
279 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
280 int memcg_nr_cache_ids;
281
282 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
283 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
284
285 void memcg_get_cache_ids(void)
286 {
287         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
288 }
289
290 void memcg_put_cache_ids(void)
291 {
292         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
293 }
294
295 /*
296  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
297  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
298  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
299  * tunable, but that is strictly not necessary.
300  *
301  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
302  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
303  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
304  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
305  * increase ours as well if it increases.
306  */
307 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
308 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
309
310 /*
311  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
312  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
313  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
314  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
315  */
316 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
317 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
318
319 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
320
321 static int memcg_shrinker_map_size;
322 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
323
324 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
325 {
326         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
327 }
328
329 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
330                                          int size, int old_size)
331 {
332         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
333         int nid;
334
335         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
336
337         for_each_node(nid) {
338                 old = rcu_dereference_protected(
339                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
340                 /* Not yet online memcg */
341                 if (!old)
342                         return 0;
343
344                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
345                 if (!new)
346                         return -ENOMEM;
347
348                 /* Set all old bits, clear all new bits */
349                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
350                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
351
352                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
353                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
354         }
355
356         return 0;
357 }
358
359 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
360 {
361         struct mem_cgroup_per_node *pn;
362         struct memcg_shrinker_map *map;
363         int nid;
364
365         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
366                 return;
367
368         for_each_node(nid) {
369                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
370                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
371                 if (map)
372                         kvfree(map);
373                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
374         }
375 }
376
377 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
378 {
379         struct memcg_shrinker_map *map;
380         int nid, size, ret = 0;
381
382         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
383                 return 0;
384
385         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
386         size = memcg_shrinker_map_size;
387         for_each_node(nid) {
388                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
389                 if (!map) {
390                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
391                         ret = -ENOMEM;
392                         break;
393                 }
394                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
395         }
396         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
397
398         return ret;
399 }
400
401 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
402 {
403         int size, old_size, ret = 0;
404         struct mem_cgroup *memcg;
405
406         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
407         old_size = memcg_shrinker_map_size;
408         if (size <= old_size)
409                 return 0;
410
411         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
412         if (!root_mem_cgroup)
413                 goto unlock;
414
415         for_each_mem_cgroup(memcg) {
416                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
417                         continue;
418                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
419                 if (ret)
420                         goto unlock;
421         }
422 unlock:
423         if (!ret)
424                 memcg_shrinker_map_size = size;
425         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
426         return ret;
427 }
428
429 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
430 {
431         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
432                 struct memcg_shrinker_map *map;
433
434                 rcu_read_lock();
435                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
436                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
437                 smp_mb__before_atomic();
438                 set_bit(shrinker_id, map->map);
439                 rcu_read_unlock();
440         }
441 }
442
443 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
444 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
445 {
446         return 0;
447 }
448 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
449 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
450
451 /**
452  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
453  * @page: page of interest
454  *
455  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
456  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
457  * until it is released.
458  *
459  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
460  * is returned.
461  */
462 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
463 {
464         struct mem_cgroup *memcg;
465
466         memcg = page->mem_cgroup;
467
468         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
469                 memcg = root_mem_cgroup;
470
471         return &memcg->css;
472 }
473
474 /**
475  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
476  * @page: the page
477  *
478  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
479  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
480  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
481  *
482  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
483  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
484  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
485  * do not care (such as procfs interfaces).
486  */
487 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
488 {
489         struct mem_cgroup *memcg;
490         unsigned long ino = 0;
491
492         rcu_read_lock();
493         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
494                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
495         else
496                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
497         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
498                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
499         if (memcg)
500                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
501         rcu_read_unlock();
502         return ino;
503 }
504
505 static struct mem_cgroup_per_node *
506 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
507 {
508         int nid = page_to_nid(page);
509
510         return memcg->nodeinfo[nid];
511 }
512
513 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
514 soft_limit_tree_node(int nid)
515 {
516         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
517 }
518
519 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
520 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
521 {
522         int nid = page_to_nid(page);
523
524         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
525 }
526
527 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
528                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
529                                          unsigned long new_usage_in_excess)
530 {
531         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
532         struct rb_node *parent = NULL;
533         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
534         bool rightmost = true;
535
536         if (mz->on_tree)
537                 return;
538
539         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
540         if (!mz->usage_in_excess)
541                 return;
542         while (*p) {
543                 parent = *p;
544                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
545                                         tree_node);
546                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
547                         p = &(*p)->rb_left;
548                         rightmost = false;
549                 }
550
551                 /*
552                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
553                  * limit by the same amount
554                  */
555                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
556                         p = &(*p)->rb_right;
557         }
558
559         if (rightmost)
560                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
561
562         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
563         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
564         mz->on_tree = true;
565 }
566
567 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
568                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
569 {
570         if (!mz->on_tree)
571                 return;
572
573         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
574                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
575
576         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
577         mz->on_tree = false;
578 }
579
580 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
581                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
582 {
583         unsigned long flags;
584
585         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
586         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
587         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
588 }
589
590 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
591 {
592         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
593         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
594         unsigned long excess = 0;
595
596         if (nr_pages > soft_limit)
597                 excess = nr_pages - soft_limit;
598
599         return excess;
600 }
601
602 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
603 {
604         unsigned long excess;
605         struct mem_cgroup_per_node *mz;
606         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
607
608         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
609         if (!mctz)
610                 return;
611         /*
612          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
613          * because their event counter is not touched.
614          */
615         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
616                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
617                 excess = soft_limit_excess(memcg);
618                 /*
619                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
620                  * mem is over its softlimit.
621                  */
622                 if (excess || mz->on_tree) {
623                         unsigned long flags;
624
625                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
626                         /* if on-tree, remove it */
627                         if (mz->on_tree)
628                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
629                         /*
630                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
631                          * If excess is 0, no tree ops.
632                          */
633                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
634                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
635                 }
636         }
637 }
638
639 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
640 {
641         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
642         struct mem_cgroup_per_node *mz;
643         int nid;
644
645         for_each_node(nid) {
646                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
647                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
648                 if (mctz)
649                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
650         }
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_per_node *
654 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
655 {
656         struct mem_cgroup_per_node *mz;
657
658 retry:
659         mz = NULL;
660         if (!mctz->rb_rightmost)
661                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
662
663         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
664                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
665         /*
666          * Remove the node now but someone else can add it back,
667          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
668          * position in the tree.
669          */
670         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
671         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
672             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
673                 goto retry;
674 done:
675         return mz;
676 }
677
678 static struct mem_cgroup_per_node *
679 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
680 {
681         struct mem_cgroup_per_node *mz;
682
683         spin_lock_irq(&mctz->lock);
684         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
685         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
686         return mz;
687 }
688
689 /**
690  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
691  * @memcg: the memory cgroup
692  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
693  * @val: delta to add to the counter, can be negative
694  */
695 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
696 {
697         long x;
698
699         if (mem_cgroup_disabled())
700                 return;
701
702         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
703         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
704                 struct mem_cgroup *mi;
705
706                 /*
707                  * Batch local counters to keep them in sync with
708                  * the hierarchical ones.
709                  */
710                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
711                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
712                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
713                 x = 0;
714         }
715         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
716 }
717
718 static struct mem_cgroup_per_node *
719 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
720 {
721         struct mem_cgroup *parent;
722
723         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
724         if (!parent)
725                 return NULL;
726         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
727 }
728
729 /**
730  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
731  * @lruvec: the lruvec
732  * @idx: the stat item
733  * @val: delta to add to the counter, can be negative
734  *
735  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
736  * function updates the all three counters that are affected by a
737  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
738  */
739 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
740                         int val)
741 {
742         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
743         struct mem_cgroup_per_node *pn;
744         struct mem_cgroup *memcg;
745         long x;
746
747         /* Update node */
748         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
749
750         if (mem_cgroup_disabled())
751                 return;
752
753         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
754         memcg = pn->memcg;
755
756         /* Update memcg */
757         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
758
759         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
760         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
761                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
762
763                 /*
764                  * Batch local counters to keep them in sync with
765                  * the hierarchical ones.
766                  */
767                 __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], x);
768                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
769                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
770                 x = 0;
771         }
772         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
773 }
774
775 /**
776  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
777  * @memcg: the memory cgroup
778  * @idx: the event item
779  * @count: the number of events that occured
780  */
781 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
782                           unsigned long count)
783 {
784         unsigned long x;
785
786         if (mem_cgroup_disabled())
787                 return;
788
789         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
790         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
791                 struct mem_cgroup *mi;
792
793                 /*
794                  * Batch local counters to keep them in sync with
795                  * the hierarchical ones.
796                  */
797                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
798                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
799                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
800                 x = 0;
801         }
802         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
803 }
804
805 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
806 {
807         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
808 }
809
810 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
811 {
812         long x = 0;
813         int cpu;
814
815         for_each_possible_cpu(cpu)
816                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
817         return x;
818 }
819
820 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
821                                          struct page *page,
822                                          bool compound, int nr_pages)
823 {
824         /*
825          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
826          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
827          */
828         if (PageAnon(page))
829                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
830         else {
831                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
832                 if (PageSwapBacked(page))
833                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
834         }
835
836         if (compound) {
837                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
838                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
839         }
840
841         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
842         if (nr_pages > 0)
843                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
844         else {
845                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
846                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
847         }
848
849         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
850 }
851
852 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
853                                        enum mem_cgroup_events_target target)
854 {
855         unsigned long val, next;
856
857         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
858         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
859         /* from time_after() in jiffies.h */
860         if ((long)(next - val) < 0) {
861                 switch (target) {
862                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
863                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
864                         break;
865                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
866                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
867                         break;
868                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
869                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
870                         break;
871                 default:
872                         break;
873                 }
874                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
875                 return true;
876         }
877         return false;
878 }
879
880 /*
881  * Check events in order.
882  *
883  */
884 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
885 {
886         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
887         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
888                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
889                 bool do_softlimit;
890                 bool do_numainfo __maybe_unused;
891
892                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
893                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
894 #if MAX_NUMNODES > 1
895                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
896                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
897 #endif
898                 mem_cgroup_threshold(memcg);
899                 if (unlikely(do_softlimit))
900                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
901 #if MAX_NUMNODES > 1
902                 if (unlikely(do_numainfo))
903                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
904 #endif
905         }
906 }
907
908 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
909 {
910         /*
911          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
912          * if it races with swapoff, page migration, etc.
913          * So this can be called with p == NULL.
914          */
915         if (unlikely(!p))
916                 return NULL;
917
918         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
919 }
920 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
921
922 /**
923  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
924  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
925  *
926  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
927  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
928  * returned.
929  */
930 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
931 {
932         struct mem_cgroup *memcg;
933
934         if (mem_cgroup_disabled())
935                 return NULL;
936
937         rcu_read_lock();
938         do {
939                 /*
940                  * Page cache insertions can happen withou an
941                  * actual mm context, e.g. during disk probing
942                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
943                  */
944                 if (unlikely(!mm))
945                         memcg = root_mem_cgroup;
946                 else {
947                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
948                         if (unlikely(!memcg))
949                                 memcg = root_mem_cgroup;
950                 }
951         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
952         rcu_read_unlock();
953         return memcg;
954 }
955 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
956
957 /**
958  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
959  * @page: page from which memcg should be extracted.
960  *
961  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
962  * root_mem_cgroup is returned.
963  */
964 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
965 {
966         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
967
968         if (mem_cgroup_disabled())
969                 return NULL;
970
971         rcu_read_lock();
972         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
973                 memcg = root_mem_cgroup;
974         rcu_read_unlock();
975         return memcg;
976 }
977 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
978
979 /**
980  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
981  */
982 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
983 {
984         if (unlikely(current->active_memcg)) {
985                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
986
987                 rcu_read_lock();
988                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
989                         memcg = current->active_memcg;
990                 rcu_read_unlock();
991                 return memcg;
992         }
993         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
994 }
995
996 /**
997  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
998  * @root: hierarchy root
999  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1000  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1001  *
1002  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1003  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1004  *
1005  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1006  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1007  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1008  *
1009  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1010  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1011  * reclaimers operating on the same node and priority.
1012  */
1013 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1014                                    struct mem_cgroup *prev,
1015                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1016 {
1017         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1018         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1019         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1020         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1021
1022         if (mem_cgroup_disabled())
1023                 return NULL;
1024
1025         if (!root)
1026                 root = root_mem_cgroup;
1027
1028         if (prev && !reclaim)
1029                 pos = prev;
1030
1031         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1032                 if (prev)
1033                         goto out;
1034                 return root;
1035         }
1036
1037         rcu_read_lock();
1038
1039         if (reclaim) {
1040                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1041
1042                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1043                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1044
1045                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1046                         goto out_unlock;
1047
1048                 while (1) {
1049                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1050                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1051                                 break;
1052                         /*
1053                          * css reference reached zero, so iter->position will
1054                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1055                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1056                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1057                          * might block it. So we clear iter->position right
1058                          * away.
1059                          */
1060                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1061                 }
1062         }
1063
1064         if (pos)
1065                 css = &pos->css;
1066
1067         for (;;) {
1068                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1069                 if (!css) {
1070                         /*
1071                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1072                          * new one might jump in right at the end of
1073                          * the hierarchy - make sure they see at least
1074                          * one group and restart from the beginning.
1075                          */
1076                         if (!prev)
1077                                 continue;
1078                         break;
1079                 }
1080
1081                 /*
1082                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1083                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1084                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1085                  */
1086                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1087
1088                 if (css == &root->css)
1089                         break;
1090
1091                 if (css_tryget(css))
1092                         break;
1093
1094                 memcg = NULL;
1095         }
1096
1097         if (reclaim) {
1098                 /*
1099                  * The position could have already been updated by a competing
1100                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1101                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1102                  */
1103                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1104
1105                 if (pos)
1106                         css_put(&pos->css);
1107
1108                 if (!memcg)
1109                         iter->generation++;
1110                 else if (!prev)
1111                         reclaim->generation = iter->generation;
1112         }
1113
1114 out_unlock:
1115         rcu_read_unlock();
1116 out:
1117         if (prev && prev != root)
1118                 css_put(&prev->css);
1119
1120         return memcg;
1121 }
1122
1123 /**
1124  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1125  * @root: hierarchy root
1126  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1127  */
1128 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1129                            struct mem_cgroup *prev)
1130 {
1131         if (!root)
1132                 root = root_mem_cgroup;
1133         if (prev && prev != root)
1134                 css_put(&prev->css);
1135 }
1136
1137 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1138 {
1139         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1140         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1141         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1142         int nid;
1143         int i;
1144
1145         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1146                 for_each_node(nid) {
1147                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1148                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1149                                 iter = &mz->iter[i];
1150                                 cmpxchg(&iter->position,
1151                                         dead_memcg, NULL);
1152                         }
1153                 }
1154         }
1155 }
1156
1157 /**
1158  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1159  * @memcg: hierarchy root
1160  * @fn: function to call for each task
1161  * @arg: argument passed to @fn
1162  *
1163  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1164  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1165  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1166  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1167  *
1168  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1169  */
1170 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1171                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1172 {
1173         struct mem_cgroup *iter;
1174         int ret = 0;
1175
1176         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1177
1178         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1179                 struct css_task_iter it;
1180                 struct task_struct *task;
1181
1182                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1183                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1184                         ret = fn(task, arg);
1185                 css_task_iter_end(&it);
1186                 if (ret) {
1187                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1188                         break;
1189                 }
1190         }
1191         return ret;
1192 }
1193
1194 /**
1195  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1196  * @page: the page
1197  * @pgdat: pgdat of the page
1198  *
1199  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1200  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1201  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1202  */
1203 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1204 {
1205         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1206         struct mem_cgroup *memcg;
1207         struct lruvec *lruvec;
1208
1209         if (mem_cgroup_disabled()) {
1210                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1211                 goto out;
1212         }
1213
1214         memcg = page->mem_cgroup;
1215         /*
1216          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1217          * possibly migrated - before they are charged.
1218          */
1219         if (!memcg)
1220                 memcg = root_mem_cgroup;
1221
1222         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1223         lruvec = &mz->lruvec;
1224 out:
1225         /*
1226          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1227          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1228          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1229          */
1230         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1231                 lruvec->pgdat = pgdat;
1232         return lruvec;
1233 }
1234
1235 /**
1236  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1237  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1238  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1239  * @zid: zone id of the accounted pages
1240  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1241  *
1242  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1243  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1244  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1245  */
1246 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1247                                 int zid, int nr_pages)
1248 {
1249         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1250         unsigned long *lru_size;
1251         long size;
1252
1253         if (mem_cgroup_disabled())
1254                 return;
1255
1256         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1257         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1258
1259         if (nr_pages < 0)
1260                 *lru_size += nr_pages;
1261
1262         size = *lru_size;
1263         if (WARN_ONCE(size < 0,
1264                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1265                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1266                 VM_BUG_ON(1);
1267                 *lru_size = 0;
1268         }
1269
1270         if (nr_pages > 0)
1271                 *lru_size += nr_pages;
1272 }
1273
1274 /**
1275  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1276  * @memcg: the memory cgroup
1277  *
1278  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1279  * pages.
1280  */
1281 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1282 {
1283         unsigned long margin = 0;
1284         unsigned long count;
1285         unsigned long limit;
1286
1287         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1288         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1289         if (count < limit)
1290                 margin = limit - count;
1291
1292         if (do_memsw_account()) {
1293                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1294                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1295                 if (count <= limit)
1296                         margin = min(margin, limit - count);
1297                 else
1298                         margin = 0;
1299         }
1300
1301         return margin;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1306  *
1307  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1308  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1309  * caused by "move".
1310  */
1311 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup *from;
1314         struct mem_cgroup *to;
1315         bool ret = false;
1316         /*
1317          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1318          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1319          */
1320         spin_lock(&mc.lock);
1321         from = mc.from;
1322         to = mc.to;
1323         if (!from)
1324                 goto unlock;
1325
1326         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1327                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1328 unlock:
1329         spin_unlock(&mc.lock);
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1336                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1337                         DEFINE_WAIT(wait);
1338                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1339                         /* moving charge context might have finished. */
1340                         if (mc.moving_task)
1341                                 schedule();
1342                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1343                         return true;
1344                 }
1345         }
1346         return false;
1347 }
1348
1349 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1350 {
1351         struct seq_buf s;
1352         int i;
1353
1354         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1355         if (!s.buffer)
1356                 return NULL;
1357
1358         /*
1359          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1360          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1361          *
1362          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1363          * 1) generic big picture -> specifics and details
1364          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1365          *
1366          * Current memory state:
1367          */
1368
1369         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1370                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1371                        PAGE_SIZE);
1372         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1373                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1374                        PAGE_SIZE);
1375         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1376                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1377                        1024);
1378         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1379                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1380                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1381                        PAGE_SIZE);
1382         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1383                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1384                        PAGE_SIZE);
1385
1386         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1387                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1388                        PAGE_SIZE);
1389         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1390                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1391                        PAGE_SIZE);
1392         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1393                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1394                        PAGE_SIZE);
1395         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1396                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1397                        PAGE_SIZE);
1398
1399         /*
1400          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1401          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1402          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1403          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1404          */
1405         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1406                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1407                        PAGE_SIZE);
1408
1409         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1410                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1411                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1412                                PAGE_SIZE);
1413
1414         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1415                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1416                        PAGE_SIZE);
1417         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1418                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1419                        PAGE_SIZE);
1420
1421         /* Accumulated memory events */
1422
1423         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1424         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1425
1426         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1427                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1428         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1429                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1430         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1431                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1432
1433         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1434         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1435                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1436                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1437         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1438                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1439                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1440         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1441         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1442         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1443         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1444
1445 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1446         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1447                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1448         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1450 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1451
1452         /* The above should easily fit into one page */
1453         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1454
1455         return s.buffer;
1456 }
1457
1458 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1459 /**
1460  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1461  * memory controller.
1462  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1463  * @p: Task that is going to be killed
1464  *
1465  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1466  * enabled
1467  */
1468 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1469 {
1470         rcu_read_lock();
1471
1472         if (memcg) {
1473                 pr_cont(",oom_memcg=");
1474                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1475         } else
1476                 pr_cont(",global_oom");
1477         if (p) {
1478                 pr_cont(",task_memcg=");
1479                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1480         }
1481         rcu_read_unlock();
1482 }
1483
1484 /**
1485  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1486  * memory controller.
1487  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1488  */
1489 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1490 {
1491         char *buf;
1492
1493         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1494                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1495                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1496         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1497                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1498                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1499                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1500         else {
1501                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1502                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1503                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1504                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1505                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1506                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1507         }
1508
1509         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1510         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1511         pr_cont(":");
1512         buf = memory_stat_format(memcg);
1513         if (!buf)
1514                 return;
1515         pr_info("%s", buf);
1516         kfree(buf);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1521  */
1522 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1523 {
1524         unsigned long max;
1525
1526         max = memcg->memory.max;
1527         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1528                 unsigned long memsw_max;
1529                 unsigned long swap_max;
1530
1531                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1532                 swap_max = memcg->swap.max;
1533                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1534                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1535         }
1536         return max;
1537 }
1538
1539 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1540                                      int order)
1541 {
1542         struct oom_control oc = {
1543                 .zonelist = NULL,
1544                 .nodemask = NULL,
1545                 .memcg = memcg,
1546                 .gfp_mask = gfp_mask,
1547                 .order = order,
1548         };
1549         bool ret;
1550
1551         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1552                 return true;
1553         /*
1554          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1555          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1556          */
1557         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1558         mutex_unlock(&oom_lock);
1559         return ret;
1560 }
1561
1562 #if MAX_NUMNODES > 1
1563
1564 /**
1565  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1566  * @memcg: the target memcg
1567  * @nid: the node ID to be checked.
1568  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1569  *
1570  * This function returns whether the specified memcg contains any
1571  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1572  * pages in the node.
1573  */
1574 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1575                 int nid, bool noswap)
1576 {
1577         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1578
1579         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1580             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1581                 return true;
1582         if (noswap || !total_swap_pages)
1583                 return false;
1584         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1585             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1586                 return true;
1587         return false;
1588
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1593  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1594  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1595  *
1596  */
1597 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         int nid;
1600         /*
1601          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1602          * pagein/pageout changes since the last update.
1603          */
1604         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1605                 return;
1606         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1607                 return;
1608
1609         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1610         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1611
1612         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1613
1614                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1615                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1616         }
1617
1618         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1619         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1624  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1625  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1626  *
1627  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1628  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1629  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1630  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1631  *
1632  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1633  */
1634 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         int node;
1637
1638         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1639         node = memcg->last_scanned_node;
1640
1641         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1642         /*
1643          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1644          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1645          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1646          */
1647         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1648                 node = numa_node_id();
1649
1650         memcg->last_scanned_node = node;
1651         return node;
1652 }
1653 #else
1654 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1655 {
1656         return 0;
1657 }
1658 #endif
1659
1660 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1661                                    pg_data_t *pgdat,
1662                                    gfp_t gfp_mask,
1663                                    unsigned long *total_scanned)
1664 {
1665         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1666         int total = 0;
1667         int loop = 0;
1668         unsigned long excess;
1669         unsigned long nr_scanned;
1670         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1671                 .pgdat = pgdat,
1672                 .priority = 0,
1673         };
1674
1675         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1676
1677         while (1) {
1678                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1679                 if (!victim) {
1680                         loop++;
1681                         if (loop >= 2) {
1682                                 /*
1683                                  * If we have not been able to reclaim
1684                                  * anything, it might because there are
1685                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1686                                  */
1687                                 if (!total)
1688                                         break;
1689                                 /*
1690                                  * We want to do more targeted reclaim.
1691                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1692                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1693                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1694                                  */
1695                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1696                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1697                                         break;
1698                         }
1699                         continue;
1700                 }
1701                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1702                                         pgdat, &nr_scanned);
1703                 *total_scanned += nr_scanned;
1704                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1705                         break;
1706         }
1707         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1708         return total;
1709 }
1710
1711 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1712 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1713         .name = "memcg_oom_lock",
1714 };
1715 #endif
1716
1717 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1718
1719 /*
1720  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1721  * If someone is running, return false.
1722  */
1723 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1724 {
1725         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1726
1727         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1728
1729         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1730                 if (iter->oom_lock) {
1731                         /*
1732                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1733                          * so we cannot give a lock.
1734                          */
1735                         failed = iter;
1736                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1737                         break;
1738                 } else
1739                         iter->oom_lock = true;
1740         }
1741
1742         if (failed) {
1743                 /*
1744                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1745                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1746                  */
1747                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1748                         if (iter == failed) {
1749                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1750                                 break;
1751                         }
1752                         iter->oom_lock = false;
1753                 }
1754         } else
1755                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1756
1757         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1758
1759         return !failed;
1760 }
1761
1762 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *iter;
1765
1766         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1767         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1768         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1769                 iter->oom_lock = false;
1770         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1771 }
1772
1773 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1774 {
1775         struct mem_cgroup *iter;
1776
1777         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1778         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1779                 iter->under_oom++;
1780         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1781 }
1782
1783 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         struct mem_cgroup *iter;
1786
1787         /*
1788          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1789          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1790          */
1791         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1792         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1793                 if (iter->under_oom > 0)
1794                         iter->under_oom--;
1795         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1796 }
1797
1798 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1799
1800 struct oom_wait_info {
1801         struct mem_cgroup *memcg;
1802         wait_queue_entry_t      wait;
1803 };
1804
1805 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1806         unsigned mode, int sync, void *arg)
1807 {
1808         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1809         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1810         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1811
1812         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1813         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1814
1815         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1816             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1817                 return 0;
1818         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1819 }
1820
1821 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1822 {
1823         /*
1824          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1825          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1826          * this function is called as a result of userland actions
1827          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1828          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1829          * triggering notification.
1830          */
1831         if (memcg && memcg->under_oom)
1832                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1833 }
1834
1835 enum oom_status {
1836         OOM_SUCCESS,
1837         OOM_FAILED,
1838         OOM_ASYNC,
1839         OOM_SKIPPED
1840 };
1841
1842 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1843 {
1844         enum oom_status ret;
1845         bool locked;
1846
1847         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1848                 return OOM_SKIPPED;
1849
1850         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1851
1852         /*
1853          * We are in the middle of the charge context here, so we
1854          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1855          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1856          *
1857          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1858          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1859          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1860          * released.
1861          *
1862          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1863          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1864          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1865          * invoke the oom killer here.
1866          *
1867          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1868          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1869          */
1870         if (memcg->oom_kill_disable) {
1871                 if (!current->in_user_fault)
1872                         return OOM_SKIPPED;
1873                 css_get(&memcg->css);
1874                 current->memcg_in_oom = memcg;
1875                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1876                 current->memcg_oom_order = order;
1877
1878                 return OOM_ASYNC;
1879         }
1880
1881         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1882
1883         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1884
1885         if (locked)
1886                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1887
1888         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1889         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1890                 ret = OOM_SUCCESS;
1891         else
1892                 ret = OOM_FAILED;
1893
1894         if (locked)
1895                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1896
1897         return ret;
1898 }
1899
1900 /**
1901  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1902  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1903  *
1904  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1905  * handler was enabled.
1906  *
1907  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1908  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1909  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1910  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1911  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1912  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1913  *
1914  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1915  * completed, %false otherwise.
1916  */
1917 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1918 {
1919         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1920         struct oom_wait_info owait;
1921         bool locked;
1922
1923         /* OOM is global, do not handle */
1924         if (!memcg)
1925                 return false;
1926
1927         if (!handle)
1928                 goto cleanup;
1929
1930         owait.memcg = memcg;
1931         owait.wait.flags = 0;
1932         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1933         owait.wait.private = current;
1934         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1935
1936         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1937         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1938
1939         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1940
1941         if (locked)
1942                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1943
1944         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1945                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1946                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1947                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1948                                          current->memcg_oom_order);
1949         } else {
1950                 schedule();
1951                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1952                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1953         }
1954
1955         if (locked) {
1956                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1957                 /*
1958                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1959                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1960                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1961                  */
1962                 memcg_oom_recover(memcg);
1963         }
1964 cleanup:
1965         current->memcg_in_oom = NULL;
1966         css_put(&memcg->css);
1967         return true;
1968 }
1969
1970 /**
1971  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1972  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1973  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1974  *
1975  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1976  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1977  *
1978  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1979  */
1980 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1981                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1982 {
1983         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1984         struct mem_cgroup *memcg;
1985
1986         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1987                 return NULL;
1988
1989         if (!oom_domain)
1990                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1991
1992         rcu_read_lock();
1993
1994         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1995         if (memcg == root_mem_cgroup)
1996                 goto out;
1997
1998         /*
1999          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2000          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2001          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2002          */
2003         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2004                 if (memcg->oom_group)
2005                         oom_group = memcg;
2006
2007                 if (memcg == oom_domain)
2008                         break;
2009         }
2010
2011         if (oom_group)
2012                 css_get(&oom_group->css);
2013 out:
2014         rcu_read_unlock();
2015
2016         return oom_group;
2017 }
2018
2019 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2020 {
2021         pr_info("Tasks in ");
2022         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2023         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2024 }
2025
2026 /**
2027  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2028  * @page: the page
2029  *
2030  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2031  * another cgroup.
2032  *
2033  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2034  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2035  * when @page might get freed inside the locked section.
2036  */
2037 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2038 {
2039         struct mem_cgroup *memcg;
2040         unsigned long flags;
2041
2042         /*
2043          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2044          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2045          * because page moving starts with an RCU grace period.
2046          *
2047          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2048          * the page state that is going to change is the only thing
2049          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2050          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2051          * keep off truncation, migration and so forth.
2052          */
2053         rcu_read_lock();
2054
2055         if (mem_cgroup_disabled())
2056                 return NULL;
2057 again:
2058         memcg = page->mem_cgroup;
2059         if (unlikely(!memcg))
2060                 return NULL;
2061
2062         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2063                 return memcg;
2064
2065         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2066         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2067                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2068                 goto again;
2069         }
2070
2071         /*
2072          * When charge migration first begins, we can have locked and
2073          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2074          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2075          */
2076         memcg->move_lock_task = current;
2077         memcg->move_lock_flags = flags;
2078
2079         return memcg;
2080 }
2081 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2082
2083 /**
2084  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2085  * @memcg: the memcg
2086  *
2087  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2088  */
2089 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2090 {
2091         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2092                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2093
2094                 memcg->move_lock_task = NULL;
2095                 memcg->move_lock_flags = 0;
2096
2097                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2098         }
2099
2100         rcu_read_unlock();
2101 }
2102
2103 /**
2104  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2105  * @page: the page
2106  */
2107 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2108 {
2109         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2110 }
2111 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2112
2113 struct memcg_stock_pcp {
2114         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2115         unsigned int nr_pages;
2116         struct work_struct work;
2117         unsigned long flags;
2118 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2119 };
2120 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2121 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2122
2123 /**
2124  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2125  * @memcg: memcg to consume from.
2126  * @nr_pages: how many pages to charge.
2127  *
2128  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2129  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2130  * service an allocation will refill the stock.
2131  *
2132  * returns true if successful, false otherwise.
2133  */
2134 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2135 {
2136         struct memcg_stock_pcp *stock;
2137         unsigned long flags;
2138         bool ret = false;
2139
2140         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2141                 return ret;
2142
2143         local_irq_save(flags);
2144
2145         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2146         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2147                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2148                 ret = true;
2149         }
2150
2151         local_irq_restore(flags);
2152
2153         return ret;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2158  */
2159 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2162
2163         if (stock->nr_pages) {
2164                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2165                 if (do_memsw_account())
2166                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2167                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2168                 stock->nr_pages = 0;
2169         }
2170         stock->cached = NULL;
2171 }
2172
2173 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2174 {
2175         struct memcg_stock_pcp *stock;
2176         unsigned long flags;
2177
2178         /*
2179          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2180          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2181          */
2182         local_irq_save(flags);
2183
2184         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2185         drain_stock(stock);
2186         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2187
2188         local_irq_restore(flags);
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2193  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2194  */
2195 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2196 {
2197         struct memcg_stock_pcp *stock;
2198         unsigned long flags;
2199
2200         local_irq_save(flags);
2201
2202         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2203         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2204                 drain_stock(stock);
2205                 stock->cached = memcg;
2206         }
2207         stock->nr_pages += nr_pages;
2208
2209         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2210                 drain_stock(stock);
2211
2212         local_irq_restore(flags);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2217  * of the hierarchy under it.
2218  */
2219 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2220 {
2221         int cpu, curcpu;
2222
2223         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2224         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2225                 return;
2226         /*
2227          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2228          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2229          * as well as workers from this path always operate on the local
2230          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2231          */
2232         curcpu = get_cpu();
2233         for_each_online_cpu(cpu) {
2234                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2235                 struct mem_cgroup *memcg;
2236
2237                 memcg = stock->cached;
2238                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2239                         continue;
2240                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2241                         css_put(&memcg->css);
2242                         continue;
2243                 }
2244                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2245                         if (cpu == curcpu)
2246                                 drain_local_stock(&stock->work);
2247                         else
2248                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2249                 }
2250                 css_put(&memcg->css);
2251         }
2252         put_cpu();
2253         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2254 }
2255
2256 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2257 {
2258         struct memcg_stock_pcp *stock;
2259         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2260
2261         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2262         drain_stock(stock);
2263
2264         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2265                 int i;
2266
2267                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2268                         int nid;
2269                         long x;
2270
2271                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2272                         if (x)
2273                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2274                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2275
2276                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2277                                 continue;
2278
2279                         for_each_node(nid) {
2280                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2281
2282                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2283                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2284                                 if (x)
2285                                         do {
2286                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2287                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2288                         }
2289                 }
2290
2291                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2292                         long x;
2293
2294                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2295                         if (x)
2296                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2297                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2298                 }
2299         }
2300
2301         return 0;
2302 }
2303
2304 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2305                          unsigned int nr_pages,
2306                          gfp_t gfp_mask)
2307 {
2308         do {
2309                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2310                         continue;
2311                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2312                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2313         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2314 }
2315
2316 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2317 {
2318         struct mem_cgroup *memcg;
2319
2320         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2321         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2326  * and reclaims memory over the high limit.
2327  */
2328 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2329 {
2330         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2331         struct mem_cgroup *memcg;
2332
2333         if (likely(!nr_pages))
2334                 return;
2335
2336         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2337         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2338         css_put(&memcg->css);
2339         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2340 }
2341
2342 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2343                       unsigned int nr_pages)
2344 {
2345         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2346         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2347         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2348         struct page_counter *counter;
2349         unsigned long nr_reclaimed;
2350         bool may_swap = true;
2351         bool drained = false;
2352         enum oom_status oom_status;
2353
2354         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2355                 return 0;
2356 retry:
2357         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2358                 return 0;
2359
2360         if (!do_memsw_account() ||
2361             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2362                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2363                         goto done_restock;
2364                 if (do_memsw_account())
2365                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2366                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2367         } else {
2368                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2369                 may_swap = false;
2370         }
2371
2372         if (batch > nr_pages) {
2373                 batch = nr_pages;
2374                 goto retry;
2375         }
2376
2377         /*
2378          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2379          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2380          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2381          * free their memory.
2382          */
2383         if (unlikely(should_force_charge()))
2384                 goto force;
2385
2386         /*
2387          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2388          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2389          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2390          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2391          */
2392         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2393                 goto force;
2394
2395         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2396                 goto nomem;
2397
2398         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2399                 goto nomem;
2400
2401         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2402
2403         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2404                                                     gfp_mask, may_swap);
2405
2406         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2407                 goto retry;
2408
2409         if (!drained) {
2410                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2411                 drained = true;
2412                 goto retry;
2413         }
2414
2415         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2416                 goto nomem;
2417         /*
2418          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2419          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2420          * before killing the task.
2421          *
2422          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2423          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2424          * to regular pages anyway in case of failure.
2425          */
2426         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2427                 goto retry;
2428         /*
2429          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2430          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2431          */
2432         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2433                 goto retry;
2434
2435         if (nr_retries--)
2436                 goto retry;
2437
2438         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2439                 goto nomem;
2440
2441         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2442                 goto force;
2443
2444         if (fatal_signal_pending(current))
2445                 goto force;
2446
2447         /*
2448          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2449          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2450          * couldn't make any progress.
2451          */
2452         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2453                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2454         switch (oom_status) {
2455         case OOM_SUCCESS:
2456                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2457                 goto retry;
2458         case OOM_FAILED:
2459                 goto force;
2460         default:
2461                 goto nomem;
2462         }
2463 nomem:
2464         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2465                 return -ENOMEM;
2466 force:
2467         /*
2468          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2469          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2470          * temporarily by force charging it.
2471          */
2472         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2473         if (do_memsw_account())
2474                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2475         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2476
2477         return 0;
2478
2479 done_restock:
2480         css_get_many(&memcg->css, batch);
2481         if (batch > nr_pages)
2482                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2483
2484         /*
2485          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2486          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2487          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2488          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2489          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2490          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2491          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2492          */
2493         do {
2494                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2495                         /* Don't bother a random interrupted task */
2496                         if (in_interrupt()) {
2497                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2498                                 break;
2499                         }
2500                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2501                         set_notify_resume(current);
2502                         break;
2503                 }
2504         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2505
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2510 {
2511         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2512                 return;
2513
2514         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2515         if (do_memsw_account())
2516                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2517
2518         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2519 }
2520
2521 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2522 {
2523         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2524
2525         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2526         if (PageLRU(page)) {
2527                 struct lruvec *lruvec;
2528
2529                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2530                 ClearPageLRU(page);
2531                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2532                 *isolated = 1;
2533         } else
2534                 *isolated = 0;
2535 }
2536
2537 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2538 {
2539         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2540
2541         if (isolated) {
2542                 struct lruvec *lruvec;
2543
2544                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2545                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2546                 SetPageLRU(page);
2547                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2548         }
2549         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2550 }
2551
2552 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2553                           bool lrucare)
2554 {
2555         int isolated;
2556
2557         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2558
2559         /*
2560          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2561          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2562          */
2563         if (lrucare)
2564                 lock_page_lru(page, &isolated);
2565
2566         /*
2567          * Nobody should be changing or seriously looking at
2568          * page->mem_cgroup at this point:
2569          *
2570          * - the page is uncharged
2571          *
2572          * - the page is off-LRU
2573          *
2574          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2575          *   a locked page table
2576          *
2577          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2578          *   have the page locked
2579          */
2580         page->mem_cgroup = memcg;
2581
2582         if (lrucare)
2583                 unlock_page_lru(page, isolated);
2584 }
2585
2586 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2587 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2588 {
2589         int id, size;
2590         int err;
2591
2592         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2593                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2594         if (id < 0)
2595                 return id;
2596
2597         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2598                 return id;
2599
2600         /*
2601          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2602          * so we have to grow them.
2603          */
2604         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2605
2606         size = 2 * (id + 1);
2607         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2608                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2609         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2610                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2611
2612         err = memcg_update_all_caches(size);
2613         if (!err)
2614                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2615         if (!err)
2616                 memcg_nr_cache_ids = size;
2617
2618         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2619
2620         if (err) {
2621                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2622                 return err;
2623         }
2624         return id;
2625 }
2626
2627 static void memcg_free_cache_id(int id)
2628 {
2629         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2630 }
2631
2632 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2633         struct mem_cgroup *memcg;
2634         struct kmem_cache *cachep;
2635         struct work_struct work;
2636 };
2637
2638 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2639 {
2640         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2641                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2642         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2643         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2644
2645         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2646
2647         css_put(&memcg->css);
2648         kfree(cw);
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2653  */
2654 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2655                                                struct kmem_cache *cachep)
2656 {
2657         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2658
2659         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2660                 return;
2661
2662         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2663         if (!cw)
2664                 return;
2665
2666         cw->memcg = memcg;
2667         cw->cachep = cachep;
2668         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2669
2670         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2671 }
2672
2673 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2674 {
2675         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2676                 return true;
2677         return false;
2678 }
2679
2680 /**
2681  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2682  * @cachep: the original global kmem cache
2683  *
2684  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2685  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2686  *
2687  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2688  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2689  * go through with the original cache.
2690  *
2691  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2692  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2693  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2694  * reference.
2695  */
2696 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2697 {
2698         struct mem_cgroup *memcg;
2699         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2700         struct memcg_cache_array *arr;
2701         int kmemcg_id;
2702
2703         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2704
2705         if (memcg_kmem_bypass())
2706                 return cachep;
2707
2708         rcu_read_lock();
2709
2710         if (unlikely(current->active_memcg))
2711                 memcg = current->active_memcg;
2712         else
2713                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2714
2715         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2716                 goto out_unlock;
2717
2718         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2719         if (kmemcg_id < 0)
2720                 goto out_unlock;
2721
2722         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2723
2724         /*
2725          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2726          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2727          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2728          */
2729         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2730
2731         /*
2732          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2733          * context), we could be be predictable and return right away.
2734          * This would guarantee that the allocation being performed
2735          * already belongs in the new cache.
2736          *
2737          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2738          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2739          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2740          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2741          * defer everything.
2742          *
2743          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2744          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2745          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2746          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2747          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2748          * creation of a new kmem_cache.
2749          */
2750         if (unlikely(!memcg_cachep))
2751                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2752         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2753                 cachep = memcg_cachep;
2754 out_unlock:
2755         rcu_read_unlock();
2756         return cachep;
2757 }
2758
2759 /**
2760  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2761  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2762  */
2763 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2764 {
2765         if (!is_root_cache(cachep))
2766                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2767 }
2768
2769 /**
2770  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2771  * @page: page to charge
2772  * @gfp: reclaim mode
2773  * @order: allocation order
2774  * @memcg: memory cgroup to charge
2775  *
2776  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2777  */
2778 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2779                             struct mem_cgroup *memcg)
2780 {
2781         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2782         struct page_counter *counter;
2783         int ret;
2784
2785         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2786         if (ret)
2787                 return ret;
2788
2789         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2790             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2791                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2792                 return -ENOMEM;
2793         }
2794         return 0;
2795 }
2796
2797 /**
2798  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2799  * @page: page to charge
2800  * @gfp: reclaim mode
2801  * @order: allocation order
2802  *
2803  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2804  */
2805 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2806 {
2807         struct mem_cgroup *memcg;
2808         int ret = 0;
2809
2810         if (memcg_kmem_bypass())
2811                 return 0;
2812
2813         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2814         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2815                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2816                 if (!ret) {
2817                         page->mem_cgroup = memcg;
2818                         __SetPageKmemcg(page);
2819                 }
2820         }
2821         css_put(&memcg->css);
2822         return ret;
2823 }
2824
2825 /**
2826  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2827  * @memcg: memcg to uncharge
2828  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2829  */
2830 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2831                                  unsigned int nr_pages)
2832 {
2833         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2834                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2835
2836         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2837         if (do_memsw_account())
2838                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2839 }
2840 /**
2841  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2842  * @page: page to uncharge
2843  * @order: allocation order
2844  */
2845 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2846 {
2847         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2848         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2849
2850         if (!memcg)
2851                 return;
2852
2853         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2854         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2855         page->mem_cgroup = NULL;
2856
2857         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2858         if (PageKmemcg(page))
2859                 __ClearPageKmemcg(page);
2860
2861         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2862 }
2863 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2864
2865 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2866
2867 /*
2868  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2869  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2870  */
2871 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2872 {
2873         int i;
2874
2875         if (mem_cgroup_disabled())
2876                 return;
2877
2878         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2879                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2880
2881         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2882 }
2883 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2884
2885 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2886 /**
2887  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2888  * @entry: swap entry to be moved
2889  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2890  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2891  *
2892  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2893  * as the mem_cgroup's id of @from.
2894  *
2895  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2896  *
2897  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2898  * both res and memsw, and called css_get().
2899  */
2900 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2901                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2902 {
2903         unsigned short old_id, new_id;
2904
2905         old_id = mem_cgroup_id(from);
2906         new_id = mem_cgroup_id(to);
2907
2908         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2909                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2910                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2911                 return 0;
2912         }
2913         return -EINVAL;
2914 }
2915 #else
2916 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2917                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2918 {
2919         return -EINVAL;
2920 }
2921 #endif
2922
2923 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2924
2925 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2926                                  unsigned long max, bool memsw)
2927 {
2928         bool enlarge = false;
2929         bool drained = false;
2930         int ret;
2931         bool limits_invariant;
2932         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2933
2934         do {
2935                 if (signal_pending(current)) {
2936                         ret = -EINTR;
2937                         break;
2938                 }
2939
2940                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2941                 /*
2942                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2943                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2944                  */
2945                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2946                                            max <= memcg->memsw.max;
2947                 if (!limits_invariant) {
2948                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2949                         ret = -EINVAL;
2950                         break;
2951                 }
2952                 if (max > counter->max)
2953                         enlarge = true;
2954                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2955                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2956
2957                 if (!ret)
2958                         break;
2959
2960                 if (!drained) {
2961                         drain_all_stock(memcg);
2962                         drained = true;
2963                         continue;
2964                 }
2965
2966                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2967                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2968                         ret = -EBUSY;
2969                         break;
2970                 }
2971         } while (true);
2972
2973         if (!ret && enlarge)
2974                 memcg_oom_recover(memcg);
2975
2976         return ret;
2977 }
2978
2979 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2980                                             gfp_t gfp_mask,
2981                                             unsigned long *total_scanned)
2982 {
2983         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2984         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2985         unsigned long reclaimed;
2986         int loop = 0;
2987         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2988         unsigned long excess;
2989         unsigned long nr_scanned;
2990
2991         if (order > 0)
2992                 return 0;
2993
2994         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2995
2996         /*
2997          * Do not even bother to check the largest node if the root
2998          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2999          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3000          */
3001         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3002                 return 0;
3003
3004         /*
3005          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3006          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3007          * pressure
3008          */
3009         do {
3010                 if (next_mz)
3011                         mz = next_mz;
3012                 else
3013                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3014                 if (!mz)
3015                         break;
3016
3017                 nr_scanned = 0;
3018                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3019                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3020                 nr_reclaimed += reclaimed;
3021                 *total_scanned += nr_scanned;
3022                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3023                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3024
3025                 /*
3026                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3027                  * it is time to move on to the next cgroup
3028                  */
3029                 next_mz = NULL;
3030                 if (!reclaimed)
3031                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3032
3033                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3034                 /*
3035                  * One school of thought says that we should not add
3036                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3037                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3038                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3039                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3040                  * term TODO.
3041                  */
3042                 /* If excess == 0, no tree ops */
3043                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3044                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3045                 css_put(&mz->memcg->css);
3046                 loop++;
3047                 /*
3048                  * Could not reclaim anything and there are no more
3049                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3050                  * reclaiming anything.
3051                  */
3052                 if (!nr_reclaimed &&
3053                         (next_mz == NULL ||
3054                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3055                         break;
3056         } while (!nr_reclaimed);
3057         if (next_mz)
3058                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3059         return nr_reclaimed;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3064  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3065  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3066  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3067  */
3068 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3069 {
3070         bool ret;
3071
3072         rcu_read_lock();
3073         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3074         rcu_read_unlock();
3075         return ret;
3076 }
3077
3078 /*
3079  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3080  *
3081  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3082  */
3083 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3084 {
3085         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3086
3087         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3088         lru_add_drain_all();
3089
3090         drain_all_stock(memcg);
3091
3092         /* try to free all pages in this cgroup */
3093         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3094                 int progress;
3095
3096                 if (signal_pending(current))
3097                         return -EINTR;
3098
3099                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3100                                                         GFP_KERNEL, true);
3101                 if (!progress) {
3102                         nr_retries--;
3103                         /* maybe some writeback is necessary */
3104                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3105                 }
3106
3107         }
3108
3109         return 0;
3110 }
3111
3112 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3113                                             char *buf, size_t nbytes,
3114                                             loff_t off)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3117
3118         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3119                 return -EINVAL;
3120         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3121 }
3122
3123 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3124                                      struct cftype *cft)
3125 {
3126         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3127 }
3128
3129 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3130                                       struct cftype *cft, u64 val)
3131 {
3132         int retval = 0;
3133         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3134         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3135
3136         if (memcg->use_hierarchy == val)
3137                 return 0;
3138
3139         /*
3140          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3141          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3142          * occur, provided the current cgroup has no children.
3143          *
3144          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3145          * set if there are no children.
3146          */
3147         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3148                                 (val == 1 || val == 0)) {
3149                 if (!memcg_has_children(memcg))
3150                         memcg->use_hierarchy = val;
3151                 else
3152                         retval = -EBUSY;
3153         } else
3154                 retval = -EINVAL;
3155
3156         return retval;
3157 }
3158
3159 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3160 {
3161         unsigned long val;
3162
3163         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3164                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3165                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3166                 if (swap)
3167                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3168         } else {
3169                 if (!swap)
3170                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3171                 else
3172                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3173         }
3174         return val;
3175 }
3176
3177 enum {
3178         RES_USAGE,
3179         RES_LIMIT,
3180         RES_MAX_USAGE,
3181         RES_FAILCNT,
3182         RES_SOFT_LIMIT,
3183 };
3184
3185 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3186                                struct cftype *cft)
3187 {
3188         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3189         struct page_counter *counter;
3190
3191         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3192         case _MEM:
3193                 counter = &memcg->memory;
3194                 break;
3195         case _MEMSWAP:
3196                 counter = &memcg->memsw;
3197                 break;
3198         case _KMEM:
3199                 counter = &memcg->kmem;
3200                 break;
3201         case _TCP:
3202                 counter = &memcg->tcpmem;
3203                 break;
3204         default:
3205                 BUG();
3206         }
3207
3208         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3209         case RES_USAGE:
3210                 if (counter == &memcg->memory)
3211                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3212                 if (counter == &memcg->memsw)
3213                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3214                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3215         case RES_LIMIT:
3216                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3217         case RES_MAX_USAGE:
3218                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3219         case RES_FAILCNT:
3220                 return counter->failcnt;
3221         case RES_SOFT_LIMIT:
3222                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3223         default:
3224                 BUG();
3225         }
3226 }
3227
3228 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3229 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3230 {
3231         int memcg_id;
3232
3233         if (cgroup_memory_nokmem)
3234                 return 0;
3235
3236         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3237         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3238
3239         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3240         if (memcg_id < 0)
3241                 return memcg_id;
3242
3243         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3244         /*
3245          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3246          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3247          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3248          * patched.
3249          */
3250         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3251         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3252         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3253
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3258 {
3259         struct cgroup_subsys_state *css;
3260         struct mem_cgroup *parent, *child;
3261         int kmemcg_id;
3262
3263         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3264                 return;
3265         /*
3266          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3267          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3268          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3269          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3270          */
3271         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3272
3273         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3274         if (!parent)
3275                 parent = root_mem_cgroup;
3276
3277         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3278
3279         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3280         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3281
3282         /*
3283          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3284          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3285          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3286          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3287          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3288          * memcg_drain_all_list_lrus().
3289          */
3290         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3291         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3292                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3293                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3294                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3295                 if (!memcg->use_hierarchy)
3296                         break;
3297         }
3298         rcu_read_unlock();
3299
3300         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3301
3302         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3303 }
3304
3305 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3306 {
3307         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3308         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3309                 memcg_offline_kmem(memcg);
3310
3311         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3312                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3313                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3314         }
3315 }
3316 #else
3317 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3318 {
3319         return 0;
3320 }
3321 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3322 {
3323 }
3324 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3325 {
3326 }
3327 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3328
3329 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3330                                  unsigned long max)
3331 {
3332         int ret;
3333
3334         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3335         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3336         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3337         return ret;
3338 }
3339
3340 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3341 {
3342         int ret;
3343
3344         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3345
3346         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3347         if (ret)
3348                 goto out;
3349
3350         if (!memcg->tcpmem_active) {
3351                 /*
3352                  * The active flag needs to be written after the static_key
3353                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3354                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3355                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3356                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3357                  *
3358                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3359                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3360                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3361                  * yet, we'll lose accounting.
3362                  *
3363                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3364                  * because when this value change, the code to process it is not
3365                  * patched in yet.
3366                  */
3367                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3368                 memcg->tcpmem_active = true;
3369         }
3370 out:
3371         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 /*
3376  * The user of this function is...
3377  * RES_LIMIT.
3378  */
3379 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3380                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3381 {
3382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3383         unsigned long nr_pages;
3384         int ret;
3385
3386         buf = strstrip(buf);
3387         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3388         if (ret)
3389                 return ret;
3390
3391         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3392         case RES_LIMIT:
3393                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3394                         ret = -EINVAL;
3395                         break;
3396                 }
3397                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3398                 case _MEM:
3399                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3400                         break;
3401                 case _MEMSWAP:
3402                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3403                         break;
3404                 case _KMEM:
3405                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3406                         break;
3407                 case _TCP:
3408                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3409                         break;
3410                 }
3411                 break;
3412         case RES_SOFT_LIMIT:
3413                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3414                 ret = 0;
3415                 break;
3416         }
3417         return ret ?: nbytes;
3418 }
3419
3420 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3421                                 size_t nbytes, loff_t off)
3422 {
3423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3424         struct page_counter *counter;
3425
3426         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3427         case _MEM:
3428                 counter = &memcg->memory;
3429                 break;
3430         case _MEMSWAP:
3431                 counter = &memcg->memsw;
3432                 break;
3433         case _KMEM:
3434                 counter = &memcg->kmem;
3435                 break;
3436         case _TCP:
3437                 counter = &memcg->tcpmem;
3438                 break;
3439         default:
3440                 BUG();
3441         }
3442
3443         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3444         case RES_MAX_USAGE:
3445                 page_counter_reset_watermark(counter);
3446                 break;
3447         case RES_FAILCNT:
3448                 counter->failcnt = 0;
3449                 break;
3450         default:
3451                 BUG();
3452         }
3453
3454         return nbytes;
3455 }
3456
3457 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3458                                         struct cftype *cft)
3459 {
3460         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3461 }
3462
3463 #ifdef CONFIG_MMU
3464 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3465                                         struct cftype *cft, u64 val)
3466 {
3467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3468
3469         if (val & ~MOVE_MASK)
3470                 return -EINVAL;
3471
3472         /*
3473          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3474          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3475          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3476          * affect task migrations starting after the change.
3477          */
3478         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3479         return 0;
3480 }
3481 #else
3482 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3483                                         struct cftype *cft, u64 val)
3484 {
3485         return -ENOSYS;
3486 }
3487 #endif
3488
3489 #ifdef CONFIG_NUMA
3490
3491 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3492 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3493 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3494
3495 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3496                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3497 {
3498         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3499         unsigned long nr = 0;
3500         enum lru_list lru;
3501
3502         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3503
3504         for_each_lru(lru) {
3505                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3506                         continue;
3507                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3508         }
3509         return nr;
3510 }
3511
3512 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3513                                              unsigned int lru_mask)
3514 {
3515         unsigned long nr = 0;
3516         enum lru_list lru;
3517
3518         for_each_lru(lru) {
3519                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3520                         continue;
3521                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3522         }
3523         return nr;
3524 }
3525
3526 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3527 {
3528         struct numa_stat {
3529                 const char *name;
3530                 unsigned int lru_mask;
3531         };
3532
3533         static const struct numa_stat stats[] = {
3534                 { "total", LRU_ALL },
3535                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3536                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3537                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3538         };
3539         const struct numa_stat *stat;
3540         int nid;
3541         unsigned long nr;
3542         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3543
3544         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3545                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3546                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3547                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3548                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3549                                                           stat->lru_mask);
3550                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3551                 }
3552                 seq_putc(m, '\n');
3553         }
3554
3555         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3556                 struct mem_cgroup *iter;
3557
3558                 nr = 0;
3559                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3560                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3561                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3562                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3563                         nr = 0;
3564                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3565                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3566                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3567                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3568                 }
3569                 seq_putc(m, '\n');
3570         }
3571
3572         return 0;
3573 }
3574 #endif /* CONFIG_NUMA */
3575
3576 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3577         MEMCG_CACHE,
3578         MEMCG_RSS,
3579         MEMCG_RSS_HUGE,
3580         NR_SHMEM,
3581         NR_FILE_MAPPED,
3582         NR_FILE_DIRTY,
3583         NR_WRITEBACK,
3584         MEMCG_SWAP,
3585 };
3586
3587 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3588         "cache",
3589         "rss",
3590         "rss_huge",
3591         "shmem",
3592         "mapped_file",
3593         "dirty",
3594         "writeback",
3595         "swap",
3596 };
3597
3598 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3599 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3600         PGPGIN,
3601         PGPGOUT,
3602         PGFAULT,
3603         PGMAJFAULT,
3604 };
3605
3606 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3607         "pgpgin",
3608         "pgpgout",
3609         "pgfault",
3610         "pgmajfault",
3611 };
3612
3613 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3614 {
3615         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3616         unsigned long memory, memsw;
3617         struct mem_cgroup *mi;
3618         unsigned int i;
3619
3620         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3621         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3622
3623         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3624                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3625                         continue;
3626                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3627                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3628                            PAGE_SIZE);
3629         }
3630
3631         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3632                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3633                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3634
3635         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3636                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3637                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3638                            PAGE_SIZE);
3639
3640         /* Hierarchical information */
3641         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3642         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3643                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3644                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3645         }
3646         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3647                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3648         if (do_memsw_account())
3649                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3650                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3651
3652         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3653                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3654                         continue;
3655                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3656                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3657                            PAGE_SIZE);
3658         }
3659
3660         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3661                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3662                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3663
3664         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3665                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3666                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3667                            PAGE_SIZE);
3668
3669 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3670         {
3671                 pg_data_t *pgdat;
3672                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3673                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3674                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3675                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3676
3677                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3678                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3679                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3680
3681                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3682                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3683                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3684                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3685                 }
3686                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3687                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3688                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3689                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3690         }
3691 #endif
3692
3693         return 0;
3694 }
3695
3696 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3697                                       struct cftype *cft)
3698 {
3699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3700
3701         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3702 }
3703
3704 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3705                                        struct cftype *cft, u64 val)
3706 {
3707         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3708
3709         if (val > 100)
3710                 return -EINVAL;
3711
3712         if (css->parent)
3713                 memcg->swappiness = val;
3714         else
3715                 vm_swappiness = val;
3716
3717         return 0;
3718 }
3719
3720 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3721 {
3722         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3723         unsigned long usage;
3724         int i;
3725
3726         rcu_read_lock();
3727         if (!swap)
3728                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3729         else
3730                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3731
3732         if (!t)
3733                 goto unlock;
3734
3735         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3736
3737         /*
3738          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3739          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3740          * call of __mem_cgroup_threshold().
3741          */
3742         i = t->current_threshold;
3743
3744         /*
3745          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3746          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3747          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3748          * only one element of the array here.
3749          */
3750         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3751                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3752
3753         /* i = current_threshold + 1 */
3754         i++;
3755
3756         /*
3757          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3758          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3759          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3760          * only one element of the array here.
3761          */
3762         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3763                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3764
3765         /* Update current_threshold */
3766         t->current_threshold = i - 1;
3767 unlock:
3768         rcu_read_unlock();
3769 }
3770
3771 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3772 {
3773         while (memcg) {
3774                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3775                 if (do_memsw_account())
3776                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3777
3778                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3779         }
3780 }
3781
3782 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3783 {
3784         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3785         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3786
3787         if (_a->threshold > _b->threshold)
3788                 return 1;
3789
3790         if (_a->threshold < _b->threshold)
3791                 return -1;
3792
3793         return 0;
3794 }
3795
3796 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3797 {
3798         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3799
3800         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3801
3802         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3803                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3804
3805         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3810 {
3811         struct mem_cgroup *iter;
3812
3813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3814                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3815 }
3816
3817 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3818         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3819 {
3820         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3821         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3822         unsigned long threshold;
3823         unsigned long usage;
3824         int i, size, ret;
3825
3826         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3827         if (ret)
3828                 return ret;
3829
3830         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3831
3832         if (type == _MEM) {
3833                 thresholds = &memcg->thresholds;
3834                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3835         } else if (type == _MEMSWAP) {
3836                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3837                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3838         } else
3839                 BUG();
3840
3841         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3842         if (thresholds->primary)
3843                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3844
3845         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3846
3847         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3848         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3849         if (!new) {
3850                 ret = -ENOMEM;
3851                 goto unlock;
3852         }
3853         new->size = size;
3854
3855         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3856         if (thresholds->primary) {
3857                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3858                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3859         }
3860
3861         /* Add new threshold */
3862         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3863         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3864
3865         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3866         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3867                         compare_thresholds, NULL);
3868
3869         /* Find current threshold */
3870         new->current_threshold = -1;
3871         for (i = 0; i < size; i++) {
3872                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3873                         /*
3874                          * new->current_threshold will not be used until
3875                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3876                          * it here.
3877                          */
3878                         ++new->current_threshold;
3879                 } else
3880                         break;
3881         }
3882
3883         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3884         kfree(thresholds->spare);
3885         thresholds->spare = thresholds->primary;
3886
3887         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3888
3889         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3890         synchronize_rcu();
3891
3892 unlock:
3893         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3894
3895         return ret;
3896 }
3897
3898 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3899         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3900 {
3901         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3902 }
3903
3904 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3905         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3906 {
3907         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3908 }
3909
3910 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3911         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3912 {
3913         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3914         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3915         unsigned long usage;
3916         int i, j, size;
3917
3918         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3919
3920         if (type == _MEM) {
3921                 thresholds = &memcg->thresholds;
3922                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3923         } else if (type == _MEMSWAP) {
3924                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3925                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3926         } else
3927                 BUG();
3928
3929         if (!thresholds->primary)
3930                 goto unlock;
3931
3932         /* Check if a threshold crossed before removing */
3933         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3934
3935         /* Calculate new number of threshold */
3936         size = 0;
3937         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3938                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3939                         size++;
3940         }
3941
3942         new = thresholds->spare;
3943
3944         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3945         if (!size) {
3946                 kfree(new);
3947                 new = NULL;
3948                 goto swap_buffers;
3949         }
3950
3951         new->size = size;
3952
3953         /* Copy thresholds and find current threshold */
3954         new->current_threshold = -1;
3955         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3956                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3957                         continue;
3958
3959                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3960                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3961                         /*
3962                          * new->current_threshold will not be used
3963                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3964                          * it here.
3965                          */
3966                         ++new->current_threshold;
3967                 }
3968                 j++;
3969         }
3970
3971 swap_buffers:
3972         /* Swap primary and spare array */
3973         thresholds->spare = thresholds->primary;
3974
3975         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3976
3977         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3978         synchronize_rcu();
3979
3980         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3981         if (!new) {
3982                 kfree(thresholds->spare);
3983                 thresholds->spare = NULL;
3984         }
3985 unlock:
3986         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3987 }
3988
3989 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3990         struct eventfd_ctx *eventfd)
3991 {
3992         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3993 }
3994
3995 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3996         struct eventfd_ctx *eventfd)
3997 {
3998         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3999 }
4000
4001 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4002         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4003 {
4004         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4005
4006         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4007         if (!event)
4008                 return -ENOMEM;
4009
4010         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4011
4012         event->eventfd = eventfd;
4013         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4014
4015         /* already in OOM ? */
4016         if (memcg->under_oom)
4017                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4018         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4019
4020         return 0;
4021 }
4022
4023 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4024         struct eventfd_ctx *eventfd)
4025 {
4026         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4027
4028         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4029
4030         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4031                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4032                         list_del(&ev->list);
4033                         kfree(ev);
4034                 }
4035         }
4036
4037         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4038 }
4039
4040 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4041 {
4042         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4043
4044         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4045         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4046         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4047                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4048         return 0;
4049 }
4050
4051 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4052         struct cftype *cft, u64 val)
4053 {
4054         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4055
4056         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4057         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4058                 return -EINVAL;
4059
4060         memcg->oom_kill_disable = val;
4061         if (!val)
4062                 memcg_oom_recover(memcg);
4063
4064         return 0;
4065 }
4066
4067 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4068
4069 #include <trace/events/writeback.h>
4070
4071 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4072 {
4073         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4074 }
4075
4076 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4077 {
4078         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4079 }
4080
4081 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4082 {
4083         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4084 }
4085
4086 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4087 {
4088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4089
4090         if (!memcg->css.parent)
4091                 return NULL;
4092
4093         return &memcg->cgwb_domain;
4094 }
4095
4096 /*
4097  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4098  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4099  */
4100 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4101 {
4102         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4103         int cpu;
4104
4105         for_each_online_cpu(cpu)
4106                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4107         if (x < 0)
4108                 x = 0;
4109         return x;
4110 }
4111
4112 /**
4113  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4114  * @wb: bdi_writeback in question
4115  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4116  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4117  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4118  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4119  *
4120  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4121  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4122  * is a bit more involved.
4123  *
4124  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4125  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4126  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4127  * available memory in the system.  The caller should further cap
4128  * *@pheadroom accordingly.
4129  */
4130 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4131                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4132                          unsigned long *pwriteback)
4133 {
4134         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4135         struct mem_cgroup *parent;
4136
4137         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4138
4139         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4140         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4141         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4142                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4143         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4144
4145         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4146                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4147                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4148
4149                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4150                 memcg = parent;
4151         }
4152 }
4153
4154 /*
4155  * Foreign dirty flushing
4156  *
4157  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4158  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4159  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4160  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4161  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4162  * different cgroups isn't a common use-case.
4163  *
4164  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4165  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4166  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4167  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4168  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4169  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4170  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4171  * make writeback of the dirty pages happen.
4172  *
4173  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4174  * severely throttled after making some progress after each
4175  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4176  * completely idle.
4177  *
4178  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4179  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4180  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4181  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4182  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4183  *
4184  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4185  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4186  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4187  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4188  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4189  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4190  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4191  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4192  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4193  *
4194  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4195  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4196  * records are lockless and racy.
4197  */
4198 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4199                                              struct bdi_writeback *wb)
4200 {
4201         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4202         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4203         u64 now = get_jiffies_64();
4204         u64 oldest_at = now;
4205         int oldest = -1;
4206         int i;
4207
4208         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4209
4210         /*
4211          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4212          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4213          * written out.
4214          */
4215         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4216                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4217                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4218                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4219                         break;
4220                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4221                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4222                         oldest = i;
4223                         oldest_at = frn->at;
4224                 }
4225         }
4226
4227         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4228                 /*
4229                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4230                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4231                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4232                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4233                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4234                  */
4235                 unsigned long update_intv =
4236                         min_t(unsigned long, HZ,
4237                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4238
4239                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4240                         frn->at = now;
4241         } else if (oldest >= 0) {
4242                 /* replace the oldest free one */
4243                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4244                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4245                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4246                 frn->at = now;
4247         }
4248 }
4249
4250 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4251 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4252 {
4253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4254         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4255         u64 now = jiffies_64;
4256         int i;
4257
4258         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4259                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4260
4261                 /*
4262                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4263                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4264                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4265                  * already one in flight.
4266                  */
4267                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4268                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4269                         frn->at = 0;
4270                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4271                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4272                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4273                                                &frn->done);
4274                 }
4275         }
4276 }
4277
4278 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4279
4280 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4281 {
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4286 {
4287 }
4288
4289 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4290 {
4291 }
4292
4293 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4294
4295 /*
4296  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4297  *
4298  * "cgroup.event_control" implementation.
4299  *
4300  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4301  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4302  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4303  *
4304  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4305  * possible.
4306  */
4307
4308 /*
4309  * Unregister event and free resources.
4310  *
4311  * Gets called from workqueue.
4312  */
4313 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4314 {
4315         struct mem_cgroup_event *event =
4316                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4317         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4318
4319         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4320
4321         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4322
4323         /* Notify userspace the event is going away. */
4324         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4325
4326         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4327         kfree(event);
4328         css_put(&memcg->css);
4329 }
4330
4331 /*
4332  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4333  *
4334  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4335  */
4336 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4337                             int sync, void *key)
4338 {
4339         struct mem_cgroup_event *event =
4340                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4341         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4342         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4343
4344         if (flags & EPOLLHUP) {
4345                 /*
4346                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4347                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4348                  * for us.
4349                  *
4350                  * We can't race against event freeing since the other
4351                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4352                  * which we hold.
4353                  */
4354                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4355                 if (!list_empty(&event->list)) {
4356                         list_del_init(&event->list);
4357                         /*
4358                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4359                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4360                          */
4361                         schedule_work(&event->remove);
4362                 }
4363                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4364         }
4365
4366         return 0;
4367 }
4368
4369 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4370                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4371 {
4372         struct mem_cgroup_event *event =
4373                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4374
4375         event->wqh = wqh;
4376         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4377 }
4378
4379 /*
4380  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4381  *
4382  * Parse input and register new cgroup event handler.
4383  *
4384  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4385  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4386  */
4387 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4388                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4389 {
4390         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4392         struct mem_cgroup_event *event;
4393         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4394         unsigned int efd, cfd;
4395         struct fd efile;
4396         struct fd cfile;
4397         const char *name;
4398         char *endp;
4399         int ret;
4400
4401         buf = strstrip(buf);
4402
4403         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4404         if (*endp != ' ')
4405                 return -EINVAL;
4406         buf = endp + 1;
4407
4408         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4409         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4410                 return -EINVAL;
4411         buf = endp + 1;
4412
4413         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4414         if (!event)
4415                 return -ENOMEM;
4416
4417         event->memcg = memcg;
4418         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4419         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4420         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4421         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4422
4423         efile = fdget(efd);
4424         if (!efile.file) {
4425                 ret = -EBADF;
4426                 goto out_kfree;
4427         }
4428
4429         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4430         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4431                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4432                 goto out_put_efile;
4433         }
4434
4435         cfile = fdget(cfd);
4436         if (!cfile.file) {
4437                 ret = -EBADF;
4438                 goto out_put_eventfd;
4439         }
4440
4441         /* the process need read permission on control file */
4442         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4443         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4444         if (ret < 0)
4445                 goto out_put_cfile;
4446
4447         /*
4448          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4449          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4450          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4451          * is for compatibility anyway.
4452          *
4453          * DO NOT ADD NEW FILES.
4454          */
4455         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4456
4457         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4458                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4459                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4460         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4461                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4462                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4463         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4464                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4465                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4466         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4467                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4468                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4469         } else {
4470                 ret = -EINVAL;
4471                 goto out_put_cfile;
4472         }
4473
4474         /*
4475          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4476          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4477          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4478          */
4479         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4480                                                &memory_cgrp_subsys);
4481         ret = -EINVAL;
4482         if (IS_ERR(cfile_css))
4483                 goto out_put_cfile;
4484         if (cfile_css != css) {
4485                 css_put(cfile_css);
4486                 goto out_put_cfile;
4487         }
4488
4489         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4490         if (ret)
4491                 goto out_put_css;
4492
4493         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4494
4495         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4496         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4497         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4498
4499         fdput(cfile);
4500         fdput(efile);
4501
4502         return nbytes;
4503
4504 out_put_css:
4505         css_put(css);
4506 out_put_cfile:
4507         fdput(cfile);
4508 out_put_eventfd:
4509         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4510 out_put_efile:
4511         fdput(efile);
4512 out_kfree:
4513         kfree(event);
4514
4515         return ret;
4516 }
4517
4518 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4519         {
4520                 .name = "usage_in_bytes",
4521                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4522                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4523         },
4524         {
4525                 .name = "max_usage_in_bytes",
4526                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4527                 .write = mem_cgroup_reset,
4528                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4529         },
4530         {
4531                 .name = "limit_in_bytes",
4532                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4533                 .write = mem_cgroup_write,
4534                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4535         },
4536         {
4537                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4538                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4539                 .write = mem_cgroup_write,
4540                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4541         },
4542         {
4543                 .name = "failcnt",
4544                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4545                 .write = mem_cgroup_reset,
4546                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4547         },
4548         {
4549                 .name = "stat",
4550                 .seq_show = memcg_stat_show,
4551         },
4552         {
4553                 .name = "force_empty",
4554                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4555         },
4556         {
4557                 .name = "use_hierarchy",
4558                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4559                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4560         },
4561         {
4562                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4563                 .write = memcg_write_event_control,
4564                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4565         },
4566         {
4567                 .name = "swappiness",
4568                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4569                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4570         },
4571         {
4572                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4573                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4574                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4575         },
4576         {
4577                 .name = "oom_control",
4578                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4579                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4580                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4581         },
4582         {
4583                 .name = "pressure_level",
4584         },
4585 #ifdef CONFIG_NUMA
4586         {
4587                 .name = "numa_stat",
4588                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4589         },
4590 #endif
4591         {
4592                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4593                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4594                 .write = mem_cgroup_write,
4595                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4596         },
4597         {
4598                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4599                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4600                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4601         },
4602         {
4603                 .name = "kmem.failcnt",
4604                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4605                 .write = mem_cgroup_reset,
4606                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4607         },
4608         {
4609                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4610                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4611                 .write = mem_cgroup_reset,
4612                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4613         },
4614 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4615         {
4616                 .name = "kmem.slabinfo",
4617                 .seq_start = memcg_slab_start,
4618                 .seq_next = memcg_slab_next,
4619                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4620                 .seq_show = memcg_slab_show,
4621         },
4622 #endif
4623         {
4624                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4625                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4626                 .write = mem_cgroup_write,
4627                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4628         },
4629         {
4630                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4631                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4632                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4633         },
4634         {
4635                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4636                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4637                 .write = mem_cgroup_reset,
4638                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4639         },
4640         {
4641                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4642                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4643                 .write = mem_cgroup_reset,
4644                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4645         },
4646         { },    /* terminate */
4647 };
4648
4649 /*
4650  * Private memory cgroup IDR
4651  *
4652  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4653  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4654  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4655  * memory-controlled cgroups to 64k.
4656  *
4657  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4658  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4659  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4660  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4661  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4662  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4663  *
4664  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4665  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4666  * when the CSS is offlined.
4667  *
4668  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4669  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4670  * those references are manageable from userspace.
4671  */
4672
4673 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4674
4675 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4676 {
4677         if (memcg->id.id > 0) {
4678                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4679                 memcg->id.id = 0;
4680         }
4681 }
4682
4683 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4684 {
4685         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4686 }
4687
4688 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4689 {
4690         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4691                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4692
4693                 /* Memcg ID pins CSS */
4694                 css_put(&memcg->css);
4695         }
4696 }
4697
4698 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4699 {
4700         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4701 }
4702
4703 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4704 {
4705         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4706 }
4707
4708 /**
4709  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4710  * @id: the memcg id to look up
4711  *
4712  * Caller must hold rcu_read_lock().
4713  */
4714 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4715 {
4716         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4717         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4718 }
4719
4720 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4721 {
4722         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4723         int tmp = node;
4724         /*
4725          * This routine is called against possible nodes.
4726          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4727          *
4728          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4729          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4730          *       function.
4731          */
4732         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4733                 tmp = -1;
4734         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4735         if (!pn)
4736                 return 1;
4737
4738         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4739         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4740                 kfree(pn);
4741                 return 1;
4742         }
4743
4744         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4745         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4746                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4747                 kfree(pn);
4748                 return 1;
4749         }
4750
4751         lruvec_init(&pn->lruvec);
4752         pn->usage_in_excess = 0;
4753         pn->on_tree = false;
4754         pn->memcg = memcg;
4755
4756         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4757         return 0;
4758 }
4759
4760 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4761 {
4762         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4763
4764         if (!pn)
4765                 return;
4766
4767         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4768         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4769         kfree(pn);
4770 }
4771
4772 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4773 {
4774         int node;
4775
4776         for_each_node(node)
4777                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4778         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4779         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4780         kfree(memcg);
4781 }
4782
4783 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4784 {
4785         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4786         __mem_cgroup_free(memcg);
4787 }
4788
4789 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4790 {
4791         struct mem_cgroup *memcg;
4792         unsigned int size;
4793         int node;
4794         int __maybe_unused i;
4795
4796         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4797         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4798
4799         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4800         if (!memcg)
4801                 return NULL;
4802
4803         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4804                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4805                                  GFP_KERNEL);
4806         if (memcg->id.id < 0)
4807                 goto fail;
4808
4809         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4810         if (!memcg->vmstats_local)
4811                 goto fail;
4812
4813         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4814         if (!memcg->vmstats_percpu)
4815                 goto fail;
4816
4817         for_each_node(node)
4818                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4819                         goto fail;
4820
4821         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4822                 goto fail;
4823
4824         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4825         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4826         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4827         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4828         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4829         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4830         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4831         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4832         memcg->socket_pressure = jiffies;
4833 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4834         memcg->kmemcg_id = -1;
4835 #endif
4836 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4837         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4838         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
4839                 memcg->cgwb_frn[i].done =
4840                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
4841 #endif
4842         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4843         return memcg;
4844 fail:
4845         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4846         __mem_cgroup_free(memcg);
4847         return NULL;
4848 }
4849
4850 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4851 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4852 {
4853         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4854         struct mem_cgroup *memcg;
4855         long error = -ENOMEM;
4856
4857         memcg = mem_cgroup_alloc();
4858         if (!memcg)
4859                 return ERR_PTR(error);
4860
4861         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4862         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4863         if (parent) {
4864                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4865                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4866         }
4867         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4868                 memcg->use_hierarchy = true;
4869                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4870                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4871                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4872                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4873                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4874         } else {
4875                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4876                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4877                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4878                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4879                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4880                 /*
4881                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4882                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4883                  * unfortunate state in our controller.
4884                  */
4885                 if (parent != root_mem_cgroup)
4886                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4887         }
4888
4889         /* The following stuff does not apply to the root */
4890         if (!parent) {
4891 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4892                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4893 #endif
4894                 root_mem_cgroup = memcg;
4895                 return &memcg->css;
4896         }
4897
4898         error = memcg_online_kmem(memcg);
4899         if (error)
4900                 goto fail;
4901
4902         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4903                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4904
4905         return &memcg->css;
4906 fail:
4907         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4908         mem_cgroup_free(memcg);
4909         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4910 }
4911
4912 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4913 {
4914         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4915
4916         /*
4917          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4918          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4919          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4920          */
4921         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4922                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4923                 return -ENOMEM;
4924         }
4925
4926         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4927         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4928         css_get(css);
4929         return 0;
4930 }
4931
4932 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4933 {
4934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4935         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4936
4937         /*
4938          * Unregister events and notify userspace.
4939          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4940          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4941          */
4942         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4943         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4944                 list_del_init(&event->list);
4945                 schedule_work(&event->remove);
4946         }
4947         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4948
4949         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4950         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4951
4952         memcg_offline_kmem(memcg);
4953         wb_memcg_offline(memcg);
4954
4955         drain_all_stock(memcg);
4956
4957         mem_cgroup_id_put(memcg);
4958 }
4959
4960 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4961 {
4962         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4963
4964         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4965 }
4966
4967 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4968 {
4969         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4970         int __maybe_unused i;
4971
4972 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4973         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
4974                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
4975 #endif
4976         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4977                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4978
4979         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4980                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4981
4982         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4983         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4984         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4985         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4986         memcg_free_kmem(memcg);
4987         mem_cgroup_free(memcg);
4988 }
4989
4990 /**
4991  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4992  * @css: the target css
4993  *
4994  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4995  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4996  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4997  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4998  * made visible again.
4999  *
5000  * The current implementation only resets the essential configurations.
5001  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5002  */
5003 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5004 {
5005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5006
5007         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5008         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5009         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5010         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5011         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5012         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5013         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5014         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5015         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5016         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5017 }
5018
5019 #ifdef CONFIG_MMU
5020 /* Handlers for move charge at task migration. */
5021 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5022 {
5023         int ret;
5024
5025         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5026         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5027         if (!ret) {
5028                 mc.precharge += count;
5029                 return ret;
5030         }
5031
5032         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5033         while (count--) {
5034                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5035                 if (ret)
5036                         return ret;
5037                 mc.precharge++;
5038                 cond_resched();
5039         }
5040         return 0;
5041 }
5042
5043 union mc_target {
5044         struct page     *page;
5045         swp_entry_t     ent;
5046 };
5047
5048 enum mc_target_type {
5049         MC_TARGET_NONE = 0,
5050         MC_TARGET_PAGE,
5051         MC_TARGET_SWAP,
5052         MC_TARGET_DEVICE,
5053 };
5054
5055 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5056                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5057 {
5058         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5059
5060         if (!page || !page_mapped(page))
5061                 return NULL;
5062         if (PageAnon(page)) {
5063                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5064                         return NULL;
5065         } else {
5066                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5067                         return NULL;
5068         }
5069         if (!get_page_unless_zero(page))
5070                 return NULL;
5071
5072         return page;
5073 }
5074
5075 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5076 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5077                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5078 {
5079         struct page *page = NULL;
5080         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5081
5082         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5083                 return NULL;
5084
5085         /*
5086          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5087          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5088          * as special swap entry in the CPU page table.
5089          */
5090         if (is_device_private_entry(ent)) {
5091                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5092                 /*
5093                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5094                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5095                  */
5096                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5097                         return NULL;
5098                 return page;
5099         }
5100
5101         /*
5102          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5103          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5104          */
5105         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5106         if (do_memsw_account())
5107                 entry->val = ent.val;
5108
5109         return page;
5110 }
5111 #else
5112 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5113                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5114 {
5115         return NULL;
5116 }
5117 #endif
5118
5119 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5120                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5121 {
5122         struct page *page = NULL;
5123         struct address_space *mapping;
5124         pgoff_t pgoff;
5125
5126         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5127                 return NULL;
5128         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5129                 return NULL;
5130
5131         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5132         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5133
5134         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5135 #ifdef CONFIG_SWAP
5136         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5137         if (shmem_mapping(mapping)) {
5138                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5139                 if (xa_is_value(page)) {
5140                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5141                         if (do_memsw_account())
5142                                 *entry = swp;
5143                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5144                                              swp_offset(swp));
5145                 }
5146         } else
5147                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5148 #else
5149         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5150 #endif
5151         return page;
5152 }
5153
5154 /**
5155  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5156  * @page: the page
5157  * @compound: charge the page as compound or small page
5158  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5159  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5160  *
5161  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5162  *
5163  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5164  * from old cgroup.
5165  */
5166 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5167                                    bool compound,
5168                                    struct mem_cgroup *from,
5169                                    struct mem_cgroup *to)
5170 {
5171         unsigned long flags;
5172         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5173         int ret;
5174         bool anon;
5175
5176         VM_BUG_ON(from == to);
5177         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5178         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5179
5180         /*
5181          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5182          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5183          */
5184         ret = -EBUSY;
5185         if (!trylock_page(page))
5186                 goto out;
5187
5188         ret = -EINVAL;
5189         if (page->mem_cgroup != from)
5190                 goto out_unlock;
5191
5192         anon = PageAnon(page);
5193
5194         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5195
5196         if (!anon && page_mapped(page)) {
5197                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5198                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5199         }
5200
5201         /*
5202          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5203          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5204          * So mapping should be stable for dirty pages.
5205          */
5206         if (!anon && PageDirty(page)) {
5207                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5208
5209                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5210                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5211                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5212                 }
5213         }
5214
5215         if (PageWriteback(page)) {
5216                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5217                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5218         }
5219
5220         /*
5221          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5222          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5223          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5224          */
5225
5226         /* caller should have done css_get */
5227         page->mem_cgroup = to;
5228         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5229
5230         ret = 0;
5231
5232         local_irq_disable();
5233         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5234         memcg_check_events(to, page);
5235         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5236         memcg_check_events(from, page);
5237         local_irq_enable();
5238 out_unlock:
5239         unlock_page(page);
5240 out:
5241         return ret;
5242 }
5243
5244 /**
5245  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5246  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5247  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5248  * @ptent: the pte to be checked
5249  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5250  *
5251  * Returns
5252  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5253  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5254  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5255  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5256  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5257  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5258  *     in target->ent.
5259  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5260  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5261  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5262  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5263  *     regular page.
5264  *
5265  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5266  *
5267  * Called with pte lock held.
5268  */
5269
5270 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5271                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5272 {
5273         struct page *page = NULL;
5274         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5275         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5276
5277         if (pte_present(ptent))
5278                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5279         else if (is_swap_pte(ptent))
5280                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5281         else if (pte_none(ptent))
5282                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5283
5284         if (!page && !ent.val)
5285                 return ret;
5286         if (page) {
5287                 /*
5288                  * Do only loose check w/o serialization.
5289                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5290                  * not under LRU exclusion.
5291                  */
5292                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5293                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5294                         if (is_device_private_page(page))
5295                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5296                         if (target)
5297                                 target->page = page;
5298                 }
5299                 if (!ret || !target)
5300                         put_page(page);
5301         }
5302         /*
5303          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5304          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5305          */
5306         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5307             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5308                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5309                 if (target)
5310                         target->ent = ent;
5311         }
5312         return ret;
5313 }
5314
5315 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5316 /*
5317  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5318  * not support them for now.
5319  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5320  */
5321 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5322                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5323 {
5324         struct page *page = NULL;
5325         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5326
5327         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5328                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5329                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5330                 return ret;
5331         }
5332         page = pmd_page(pmd);
5333         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5334         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5335                 return ret;
5336         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5337                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5338                 if (target) {
5339                         get_page(page);
5340                         target->page = page;
5341                 }
5342         }
5343         return ret;
5344 }
5345 #else
5346 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5347                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5348 {
5349         return MC_TARGET_NONE;
5350 }
5351 #endif
5352
5353 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5354                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5355                                         struct mm_walk *walk)
5356 {
5357         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5358         pte_t *pte;
5359         spinlock_t *ptl;
5360
5361         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5362         if (ptl) {
5363                 /*
5364                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5365                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5366                  * this might change.
5367                  */
5368                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5369                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5370                 spin_unlock(ptl);
5371                 return 0;
5372         }
5373
5374         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5375                 return 0;
5376         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5377         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5378                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5379                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5380         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5381         cond_resched();
5382
5383         return 0;
5384 }
5385
5386 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5387 {
5388         unsigned long precharge;
5389
5390         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5391                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5392                 .mm = mm,
5393         };
5394         down_read(&mm->mmap_sem);
5395         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5396                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5397         up_read(&mm->mmap_sem);
5398
5399         precharge = mc.precharge;
5400         mc.precharge = 0;
5401
5402         return precharge;
5403 }
5404
5405 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5406 {
5407         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5408
5409         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5410         mc.moving_task = current;
5411         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5412 }
5413
5414 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5415 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5416 {
5417         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5418         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5419
5420         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5421         if (mc.precharge) {
5422                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5423                 mc.precharge = 0;
5424         }
5425         /*
5426          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5427          * we must uncharge here.
5428          */
5429         if (mc.moved_charge) {
5430                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5431                 mc.moved_charge = 0;
5432         }
5433         /* we must fixup refcnts and charges */
5434         if (mc.moved_swap) {
5435                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5436                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5437                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5438
5439                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5440
5441                 /*
5442                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5443                  * should uncharge to->memory.
5444                  */
5445                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5446                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5447
5448                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5449                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5450
5451                 mc.moved_swap = 0;
5452         }
5453         memcg_oom_recover(from);
5454         memcg_oom_recover(to);
5455         wake_up_all(&mc.waitq);
5456 }
5457
5458 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5459 {
5460         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5461
5462         /*
5463          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5464          * task migration.
5465          */
5466         mc.moving_task = NULL;
5467         __mem_cgroup_clear_mc();
5468         spin_lock(&mc.lock);
5469         mc.from = NULL;
5470         mc.to = NULL;
5471         mc.mm = NULL;
5472         spin_unlock(&mc.lock);
5473
5474         mmput(mm);
5475 }
5476
5477 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5478 {
5479         struct cgroup_subsys_state *css;
5480         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5481         struct mem_cgroup *from;
5482         struct task_struct *leader, *p;
5483         struct mm_struct *mm;
5484         unsigned long move_flags;
5485         int ret = 0;
5486
5487         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5488         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5489                 return 0;
5490
5491         /*
5492          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5493          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5494          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5495          * multiple.
5496          */
5497         p = NULL;
5498         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5499                 WARN_ON_ONCE(p);
5500                 p = leader;
5501                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5502         }
5503         if (!p)
5504                 return 0;
5505
5506         /*
5507          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5508          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5509          * So we need to save it, and keep it going.
5510          */
5511         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5512         if (!move_flags)
5513                 return 0;
5514
5515         from = mem_cgroup_from_task(p);
5516
5517         VM_BUG_ON(from == memcg);
5518
5519         mm = get_task_mm(p);
5520         if (!mm)
5521                 return 0;
5522         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5523         if (mm->owner == p) {
5524                 VM_BUG_ON(mc.from);
5525                 VM_BUG_ON(mc.to);
5526                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5527                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5528                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5529
5530                 spin_lock(&mc.lock);
5531                 mc.mm = mm;
5532                 mc.from = from;
5533                 mc.to = memcg;
5534                 mc.flags = move_flags;
5535                 spin_unlock(&mc.lock);
5536                 /* We set mc.moving_task later */
5537
5538                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5539                 if (ret)
5540                         mem_cgroup_clear_mc();
5541         } else {
5542                 mmput(mm);
5543         }
5544         return ret;
5545 }
5546
5547 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5548 {
5549         if (mc.to)
5550                 mem_cgroup_clear_mc();
5551 }
5552
5553 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5554                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5555                                 struct mm_walk *walk)
5556 {
5557         int ret = 0;
5558         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5559         pte_t *pte;
5560         spinlock_t *ptl;
5561         enum mc_target_type target_type;
5562         union mc_target target;
5563         struct page *page;
5564
5565         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5566         if (ptl) {
5567                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5568                         spin_unlock(ptl);
5569                         return 0;
5570                 }
5571                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5572                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5573                         page = target.page;
5574                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5575                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5576                                                              mc.from, mc.to)) {
5577                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5578                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5579                                 }
5580                                 putback_lru_page(page);
5581                         }
5582                         put_page(page);
5583                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5584                         page = target.page;
5585                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5586                                                      mc.from, mc.to)) {
5587                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5588                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5589                         }
5590                         put_page(page);
5591                 }
5592                 spin_unlock(ptl);
5593                 return 0;
5594         }
5595
5596         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5597                 return 0;
5598 retry:
5599         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5600         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5601                 pte_t ptent = *(pte++);
5602                 bool device = false;
5603                 swp_entry_t ent;
5604
5605                 if (!mc.precharge)
5606                         break;
5607
5608                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5609                 case MC_TARGET_DEVICE:
5610                         device = true;
5611                         /* fall through */
5612                 case MC_TARGET_PAGE:
5613                         page = target.page;
5614                         /*
5615                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5616                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5617                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5618                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5619                          */
5620                         if (PageTransCompound(page))
5621                                 goto put;
5622                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5623                                 goto put;
5624                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5625                                                 mc.from, mc.to)) {
5626                                 mc.precharge--;
5627                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5628                                 mc.moved_charge++;
5629                         }
5630                         if (!device)
5631                                 putback_lru_page(page);
5632 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5633                         put_page(page);
5634                         break;
5635                 case MC_TARGET_SWAP:
5636                         ent = target.ent;
5637                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5638                                 mc.precharge--;
5639                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5640                                 mc.moved_swap++;
5641                         }
5642                         break;
5643                 default:
5644                         break;
5645                 }
5646         }
5647         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5648         cond_resched();
5649
5650         if (addr != end) {
5651                 /*
5652                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5653                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5654                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5655                  * phase.
5656                  */
5657                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5658                 if (!ret)
5659                         goto retry;
5660         }
5661
5662         return ret;
5663 }
5664
5665 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5666 {
5667         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5668                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5669                 .mm = mc.mm,
5670         };
5671
5672         lru_add_drain_all();
5673         /*
5674          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5675          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5676          * for already started RCU-only updates to finish.
5677          */
5678         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5679         synchronize_rcu();
5680 retry:
5681         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5682                 /*
5683                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5684                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5685                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5686                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5687                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5688                  */
5689                 __mem_cgroup_clear_mc();
5690                 cond_resched();
5691                 goto retry;
5692         }
5693         /*
5694          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5695          * additional charge, the page walk just aborts.
5696          */
5697         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5698
5699         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5700         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5701 }
5702
5703 static void mem_cgroup_move_task(void)
5704 {
5705         if (mc.to) {
5706                 mem_cgroup_move_charge();
5707                 mem_cgroup_clear_mc();
5708         }
5709 }
5710 #else   /* !CONFIG_MMU */
5711 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5712 {
5713         return 0;
5714 }
5715 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5716 {
5717 }
5718 static void mem_cgroup_move_task(void)
5719 {
5720 }
5721 #endif
5722
5723 /*
5724  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5725  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5726  * attempt.
5727  */
5728 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5729 {
5730         /*
5731          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5732          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5733          * on for the root memcg is enough.
5734          */
5735         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5736                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5737         else
5738                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5739 }
5740
5741 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5742 {
5743         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5744                 seq_puts(m, "max\n");
5745         else
5746                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5747
5748         return 0;
5749 }
5750
5751 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5752                                struct cftype *cft)
5753 {
5754         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5755
5756         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5757 }
5758
5759 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5760 {
5761         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5762                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5763 }
5764
5765 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5766                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5767 {
5768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5769         unsigned long min;
5770         int err;
5771
5772         buf = strstrip(buf);
5773         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5774         if (err)
5775                 return err;
5776
5777         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5778
5779         return nbytes;
5780 }
5781
5782 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5783 {
5784         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5785                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5786 }
5787
5788 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5789                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5790 {
5791         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5792         unsigned long low;
5793         int err;
5794
5795         buf = strstrip(buf);
5796         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5797         if (err)
5798                 return err;
5799
5800         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5801
5802         return nbytes;
5803 }
5804
5805 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5806 {
5807         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5808 }
5809
5810 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5811                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5812 {
5813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5814         unsigned long nr_pages;
5815         unsigned long high;
5816         int err;
5817
5818         buf = strstrip(buf);
5819         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5820         if (err)
5821                 return err;
5822
5823         memcg->high = high;
5824
5825         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5826         if (nr_pages > high)
5827                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5828                                              GFP_KERNEL, true);
5829
5830         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5831         return nbytes;
5832 }
5833
5834 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5835 {
5836         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5837                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5838 }
5839
5840 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5841                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5842 {
5843         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5844         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5845         bool drained = false;
5846         unsigned long max;
5847         int err;
5848
5849         buf = strstrip(buf);
5850         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5851         if (err)
5852                 return err;
5853
5854         xchg(&memcg->memory.max, max);
5855
5856         for (;;) {
5857                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5858
5859                 if (nr_pages <= max)
5860                         break;
5861
5862                 if (signal_pending(current)) {
5863                         err = -EINTR;
5864                         break;
5865                 }
5866
5867                 if (!drained) {
5868                         drain_all_stock(memcg);
5869                         drained = true;
5870                         continue;
5871                 }
5872
5873                 if (nr_reclaims) {
5874                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5875                                                           GFP_KERNEL, true))
5876                                 nr_reclaims--;
5877                         continue;
5878                 }
5879
5880                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5881                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5882                         break;
5883         }
5884
5885         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5886         return nbytes;
5887 }
5888
5889 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5890 {
5891         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5892         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5893         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5894         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5895         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5896                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5897 }
5898
5899 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5900 {
5901         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5902
5903         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5904         return 0;
5905 }
5906
5907 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5908 {
5909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5910
5911         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5912         return 0;
5913 }
5914
5915 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5916 {
5917         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5918         char *buf;
5919
5920         buf = memory_stat_format(memcg);
5921         if (!buf)
5922                 return -ENOMEM;
5923         seq_puts(m, buf);
5924         kfree(buf);
5925         return 0;
5926 }
5927
5928 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5929 {
5930         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5931
5932         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5933
5934         return 0;
5935 }
5936
5937 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5938                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5939 {
5940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5941         int ret, oom_group;
5942
5943         buf = strstrip(buf);
5944         if (!buf)
5945                 return -EINVAL;
5946
5947         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5948         if (ret)
5949                 return ret;
5950
5951         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5952                 return -EINVAL;
5953
5954         memcg->oom_group = oom_group;
5955
5956         return nbytes;
5957 }
5958
5959 static struct cftype memory_files[] = {
5960         {
5961                 .name = "current",
5962                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5963                 .read_u64 = memory_current_read,
5964         },
5965         {
5966                 .name = "min",
5967                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5968                 .seq_show = memory_min_show,
5969                 .write = memory_min_write,
5970         },
5971         {
5972                 .name = "low",
5973                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5974                 .seq_show = memory_low_show,
5975                 .write = memory_low_write,
5976         },
5977         {
5978                 .name = "high",
5979                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5980                 .seq_show = memory_high_show,
5981                 .write = memory_high_write,
5982         },
5983         {
5984                 .name = "max",
5985                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5986                 .seq_show = memory_max_show,
5987                 .write = memory_max_write,
5988         },
5989         {
5990                 .name = "events",
5991                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5992                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5993                 .seq_show = memory_events_show,
5994         },
5995         {
5996                 .name = "events.local",
5997                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5998                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5999                 .seq_show = memory_events_local_show,
6000         },
6001         {
6002                 .name = "stat",
6003                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6004                 .seq_show = memory_stat_show,
6005         },
6006         {
6007                 .name = "oom.group",
6008                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6009                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6010                 .write = memory_oom_group_write,
6011         },
6012         { }     /* terminate */
6013 };
6014
6015 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6016         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6017         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6018         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6019         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6020         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6021         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6022         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6023         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6024         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6025         .bind = mem_cgroup_bind,
6026         .dfl_cftypes = memory_files,
6027         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6028         .early_init = 0,
6029 };
6030
6031 /**
6032  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6033  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6034  * @memcg: the memory cgroup to check
6035  *
6036  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6037  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6038  *
6039  * Returns one of the following:
6040  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6041  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6042  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6043  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6044  *
6045  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6046  *
6047  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6048  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6049  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6050  *
6051  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6052  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6053  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6054  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6055  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6056  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6057  * protected memory.
6058  *
6059  *                                             low_usage
6060  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6061  *                                        siblings_low_usage
6062  *
6063  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6064  * low_usage = |
6065  *             | 0, otherwise.
6066  *
6067  *
6068  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6069  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6070  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6071  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6072  * distribution.
6073  *
6074  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6075  *
6076  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6077  *    //\\
6078  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6079  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6080  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6081  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6082  *
6083  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6084  * is expected (approximately):
6085  *
6086  *     A/memory.current = 2G
6087  *
6088  *     B/memory.current = 1.3G
6089  *     C/memory.current = 0.6G
6090  *     D/memory.current = 0
6091  *     E/memory.current = 0
6092  *
6093  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6094  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6095  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6096  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6097  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6098  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6099  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6100  */
6101 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6102                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6103 {
6104         struct mem_cgroup *parent;
6105         unsigned long emin, parent_emin;
6106         unsigned long elow, parent_elow;
6107         unsigned long usage;
6108
6109         if (mem_cgroup_disabled())
6110                 return MEMCG_PROT_NONE;
6111
6112         if (!root)
6113                 root = root_mem_cgroup;
6114         if (memcg == root)
6115                 return MEMCG_PROT_NONE;
6116
6117         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6118         if (!usage)
6119                 return MEMCG_PROT_NONE;
6120
6121         emin = memcg->memory.min;
6122         elow = memcg->memory.low;
6123
6124         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6125         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6126         if (!parent)
6127                 return MEMCG_PROT_NONE;
6128
6129         if (parent == root)
6130                 goto exit;
6131
6132         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6133         emin = min(emin, parent_emin);
6134         if (emin && parent_emin) {
6135                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6136
6137                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6138                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6139                         &parent->memory.children_min_usage);
6140
6141                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6142                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6143                                    siblings_min_usage);
6144         }
6145
6146         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6147         elow = min(elow, parent_elow);
6148         if (elow && parent_elow) {
6149                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6150
6151                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6152                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6153                         &parent->memory.children_low_usage);
6154
6155                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6156                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6157                                    siblings_low_usage);
6158         }
6159
6160 exit:
6161         memcg->memory.emin = emin;
6162         memcg->memory.elow = elow;
6163
6164         if (usage <= emin)
6165                 return MEMCG_PROT_MIN;
6166         else if (usage <= elow)
6167                 return MEMCG_PROT_LOW;
6168         else
6169                 return MEMCG_PROT_NONE;
6170 }
6171
6172 /**
6173  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6174  * @page: page to charge
6175  * @mm: mm context of the victim
6176  * @gfp_mask: reclaim mode
6177  * @memcgp: charged memcg return
6178  * @compound: charge the page as compound or small page
6179  *
6180  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6181  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6182  *
6183  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6184  * Otherwise, an error code is returned.
6185  *
6186  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6187  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6188  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6189  */
6190 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6191                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6192                           bool compound)
6193 {
6194         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6195         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6196         int ret = 0;
6197
6198         if (mem_cgroup_disabled())
6199                 goto out;
6200
6201         if (PageSwapCache(page)) {
6202                 /*
6203                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6204                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6205                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6206                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6207                  * in turn serializes uncharging.
6208                  */
6209                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6210                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6211                         goto out;
6212
6213                 if (do_swap_account) {
6214                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6215                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6216
6217                         rcu_read_lock();
6218                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6219                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6220                                 memcg = NULL;
6221                         rcu_read_unlock();
6222                 }
6223         }
6224
6225         if (!memcg)
6226                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6227
6228         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6229
6230         css_put(&memcg->css);
6231 out:
6232         *memcgp = memcg;
6233         return ret;
6234 }
6235
6236 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6237                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6238                           bool compound)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg;
6241         int ret;
6242
6243         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6244         memcg = *memcgp;
6245         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6246         return ret;
6247 }
6248
6249 /**
6250  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6251  * @page: page to charge
6252  * @memcg: memcg to charge the page to
6253  * @lrucare: page might be on LRU already
6254  * @compound: charge the page as compound or small page
6255  *
6256  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6257  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6258  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6259  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6260  *
6261  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6262  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6263  *
6264  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6265  */
6266 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6267                               bool lrucare, bool compound)
6268 {
6269         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6270
6271         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6272         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6273
6274         if (mem_cgroup_disabled())
6275                 return;
6276         /*
6277          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6278          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6279          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6280          */
6281         if (!memcg)
6282                 return;
6283
6284         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6285
6286         local_irq_disable();
6287         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6288         memcg_check_events(memcg, page);
6289         local_irq_enable();
6290
6291         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6292                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6293                 /*
6294                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6295                  * let's not wait for it.  The page already received a
6296                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6297                  */
6298                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6299         }
6300 }
6301
6302 /**
6303  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6304  * @page: page to charge
6305  * @memcg: memcg to charge the page to
6306  * @compound: charge the page as compound or small page
6307  *
6308  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6309  */
6310 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6311                 bool compound)
6312 {
6313         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6314
6315         if (mem_cgroup_disabled())
6316                 return;
6317         /*
6318          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6319          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6320          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6321          */
6322         if (!memcg)
6323                 return;
6324
6325         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6326 }
6327
6328 struct uncharge_gather {
6329         struct mem_cgroup *memcg;
6330         unsigned long pgpgout;
6331         unsigned long nr_anon;
6332         unsigned long nr_file;
6333         unsigned long nr_kmem;
6334         unsigned long nr_huge;
6335         unsigned long nr_shmem;
6336         struct page *dummy_page;
6337 };
6338
6339 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6340 {
6341         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6342 }
6343
6344 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6345 {
6346         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6347         unsigned long flags;
6348
6349         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6350                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6351                 if (do_memsw_account())
6352                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6353                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6354                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6355                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6356         }
6357
6358         local_irq_save(flags);
6359         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6360         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6361         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6362         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6363         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6364         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6365         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6366         local_irq_restore(flags);
6367
6368         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6369                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6370 }
6371
6372 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6373 {
6374         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6375         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6376                         !PageHWPoison(page) , page);
6377
6378         if (!page->mem_cgroup)
6379                 return;
6380
6381         /*
6382          * Nobody should be changing or seriously looking at
6383          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6384          * exclusive access to the page.
6385          */
6386
6387         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6388                 if (ug->memcg) {
6389                         uncharge_batch(ug);
6390                         uncharge_gather_clear(ug);
6391                 }
6392                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6393         }
6394
6395         if (!PageKmemcg(page)) {
6396                 unsigned int nr_pages = 1;
6397
6398                 if (PageTransHuge(page)) {
6399                         nr_pages <<= compound_order(page);
6400                         ug->nr_huge += nr_pages;
6401                 }
6402                 if (PageAnon(page))
6403                         ug->nr_anon += nr_pages;
6404                 else {
6405                         ug->nr_file += nr_pages;
6406                         if (PageSwapBacked(page))
6407                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6408                 }
6409                 ug->pgpgout++;
6410         } else {
6411                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6412                 __ClearPageKmemcg(page);
6413         }
6414
6415         ug->dummy_page = page;
6416         page->mem_cgroup = NULL;
6417 }
6418
6419 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6420 {
6421         struct uncharge_gather ug;
6422         struct list_head *next;
6423
6424         uncharge_gather_clear(&ug);
6425
6426         /*
6427          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6428          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6429          */
6430         next = page_list->next;
6431         do {
6432                 struct page *page;
6433
6434                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6435                 next = page->lru.next;
6436
6437                 uncharge_page(page, &ug);
6438         } while (next != page_list);
6439
6440         if (ug.memcg)
6441                 uncharge_batch(&ug);
6442 }
6443
6444 /**
6445  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6446  * @page: page to uncharge
6447  *
6448  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6449  * mem_cgroup_commit_charge().
6450  */
6451 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6452 {
6453         struct uncharge_gather ug;
6454
6455         if (mem_cgroup_disabled())
6456                 return;
6457
6458         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6459         if (!page->mem_cgroup)
6460                 return;
6461
6462         uncharge_gather_clear(&ug);
6463         uncharge_page(page, &ug);
6464         uncharge_batch(&ug);
6465 }
6466
6467 /**
6468  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6469  * @page_list: list of pages to uncharge
6470  *
6471  * Uncharge a list of pages previously charged with
6472  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6473  */
6474 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6475 {
6476         if (mem_cgroup_disabled())
6477                 return;
6478
6479         if (!list_empty(page_list))
6480                 uncharge_list(page_list);
6481 }
6482
6483 /**
6484  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6485  * @oldpage: currently circulating page
6486  * @newpage: replacement page
6487  *
6488  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6489  * be uncharged upon free.
6490  *
6491  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6492  */
6493 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6494 {
6495         struct mem_cgroup *memcg;
6496         unsigned int nr_pages;
6497         bool compound;
6498         unsigned long flags;
6499
6500         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6501         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6502         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6503         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6504                        newpage);
6505
6506         if (mem_cgroup_disabled())
6507                 return;
6508
6509         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6510         if (newpage->mem_cgroup)
6511                 return;
6512
6513         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6514         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6515         if (!memcg)
6516                 return;
6517
6518         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6519         compound = PageTransHuge(newpage);
6520         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6521
6522         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6523         if (do_memsw_account())
6524                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6525         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6526
6527         commit_charge(newpage, memcg, false);
6528
6529         local_irq_save(flags);
6530         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6531         memcg_check_events(memcg, newpage);
6532         local_irq_restore(flags);
6533 }
6534
6535 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6536 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6537
6538 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6539 {
6540         struct mem_cgroup *memcg;
6541
6542         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6543                 return;
6544
6545         /*
6546          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6547          * filled. It won't however, necessarily happen from
6548          * process context. So the test for root memcg given
6549          * the current task's memcg won't help us in this case.
6550          *
6551          * Respecting the original socket's memcg is a better
6552          * decision in this case.
6553          */
6554         if (sk->sk_memcg) {
6555                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6556                 return;
6557         }
6558
6559         rcu_read_lock();
6560         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6561         if (memcg == root_mem_cgroup)
6562                 goto out;
6563         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6564                 goto out;
6565         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6566                 sk->sk_memcg = memcg;
6567 out:
6568         rcu_read_unlock();
6569 }
6570
6571 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6572 {
6573         if (sk->sk_memcg)
6574                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6575 }
6576
6577 /**
6578  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6579  * @memcg: memcg to charge
6580  * @nr_pages: number of pages to charge
6581  *
6582  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6583  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6584  */
6585 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6586 {
6587         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6588
6589         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6590                 struct page_counter *fail;
6591
6592                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6593                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6594                         return true;
6595                 }
6596                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6597                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6598                 return false;
6599         }
6600
6601         /* Don't block in the packet receive path */
6602         if (in_softirq())
6603                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6604
6605         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6606
6607         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6608                 return true;
6609
6610         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6611         return false;
6612 }
6613
6614 /**
6615  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6616  * @memcg: memcg to uncharge
6617  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6618  */
6619 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6620 {
6621         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6622                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6623                 return;
6624         }
6625
6626         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6627
6628         refill_stock(memcg, nr_pages);
6629 }
6630
6631 static int __init cgroup_memory(char *s)
6632 {
6633         char *token;
6634
6635         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6636                 if (!*token)
6637                         continue;
6638                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6639                         cgroup_memory_nosocket = true;
6640                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6641                         cgroup_memory_nokmem = true;
6642         }
6643         return 0;
6644 }
6645 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6646
6647 /*
6648  * subsys_initcall() for memory controller.
6649  *
6650  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6651  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6652  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6653  * should be initialized from here.
6654  */
6655 static int __init mem_cgroup_init(void)
6656 {
6657         int cpu, node;
6658
6659 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6660         /*
6661          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6662          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6663          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6664          * destroyed simultaneously.
6665          */
6666         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6667         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6668 #endif
6669
6670         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6671                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6672
6673         for_each_possible_cpu(cpu)
6674                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6675                           drain_local_stock);
6676
6677         for_each_node(node) {
6678                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6679
6680                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6681                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6682
6683                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6684                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6685                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6686                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6687         }
6688
6689         return 0;
6690 }
6691 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6692
6693 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6694 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6695 {
6696         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6697                 /*
6698                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6699                  * always be >= 1.
6700                  */
6701                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6702                         VM_BUG_ON(1);
6703                         break;
6704                 }
6705                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6706                 if (!memcg)
6707                         memcg = root_mem_cgroup;
6708         }
6709         return memcg;
6710 }
6711
6712 /**
6713  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6714  * @page: page whose memsw charge to transfer
6715  * @entry: swap entry to move the charge to
6716  *
6717  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6718  */
6719 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6720 {
6721         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6722         unsigned int nr_entries;
6723         unsigned short oldid;
6724
6725         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6726         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6727
6728         if (!do_memsw_account())
6729                 return;
6730
6731         memcg = page->mem_cgroup;
6732
6733         /* Readahead page, never charged */
6734         if (!memcg)
6735                 return;
6736
6737         /*
6738          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6739          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6740          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6741          */
6742         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6743         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6744         /* Get references for the tail pages, too */
6745         if (nr_entries > 1)
6746                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6747         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6748                                    nr_entries);
6749         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6750         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6751
6752         page->mem_cgroup = NULL;
6753
6754         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6755                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6756
6757         if (memcg != swap_memcg) {
6758                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6759                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6760                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6761         }
6762
6763         /*
6764          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6765          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6766          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6767          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6768          */
6769         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6770         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6771                                      -nr_entries);
6772         memcg_check_events(memcg, page);
6773
6774         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6775                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6776 }
6777
6778 /**
6779  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6780  * @page: page being added to swap
6781  * @entry: swap entry to charge
6782  *
6783  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6784  *
6785  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6786  */
6787 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6788 {
6789         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6790         struct page_counter *counter;
6791         struct mem_cgroup *memcg;
6792         unsigned short oldid;
6793
6794         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6795                 return 0;
6796
6797         memcg = page->mem_cgroup;
6798
6799         /* Readahead page, never charged */
6800         if (!memcg)
6801                 return 0;
6802
6803         if (!entry.val) {
6804                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6805                 return 0;
6806         }
6807
6808         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6809
6810         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6811             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6812                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6813                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6814                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6815                 return -ENOMEM;
6816         }
6817
6818         /* Get references for the tail pages, too */
6819         if (nr_pages > 1)
6820                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6821         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6822         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6823         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6824
6825         return 0;
6826 }
6827
6828 /**
6829  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6830  * @entry: swap entry to uncharge
6831  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6832  */
6833 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6834 {
6835         struct mem_cgroup *memcg;
6836         unsigned short id;
6837
6838         if (!do_swap_account)
6839                 return;
6840
6841         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6842         rcu_read_lock();
6843         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6844         if (memcg) {
6845                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6846                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6847                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6848                         else
6849                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6850                 }
6851                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6852                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6853         }
6854         rcu_read_unlock();
6855 }
6856
6857 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6858 {
6859         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6860
6861         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6862                 return nr_swap_pages;
6863         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6864                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6865                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6866                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6867         return nr_swap_pages;
6868 }
6869
6870 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6871 {
6872         struct mem_cgroup *memcg;
6873
6874         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6875
6876         if (vm_swap_full())
6877                 return true;
6878         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6879                 return false;
6880
6881         memcg = page->mem_cgroup;
6882         if (!memcg)
6883                 return false;
6884
6885         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6886                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6887                         return true;
6888
6889         return false;
6890 }
6891
6892 /* for remember boot option*/
6893 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6894 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6895 #else
6896 static int really_do_swap_account __initdata;
6897 #endif
6898
6899 static int __init enable_swap_account(char *s)
6900 {
6901         if (!strcmp(s, "1"))
6902                 really_do_swap_account = 1;
6903         else if (!strcmp(s, "0"))
6904                 really_do_swap_account = 0;
6905         return 1;
6906 }
6907 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6908
6909 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6910                              struct cftype *cft)
6911 {
6912         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6913
6914         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6915 }
6916
6917 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6918 {
6919         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6920                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6921 }
6922
6923 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6924                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6925 {
6926         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6927         unsigned long max;
6928         int err;
6929
6930         buf = strstrip(buf);
6931         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6932         if (err)
6933                 return err;
6934
6935         xchg(&memcg->swap.max, max);
6936
6937         return nbytes;
6938 }
6939
6940 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6941 {
6942         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6943
6944         seq_printf(m, "max %lu\n",
6945                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6946         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6947                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6948
6949         return 0;
6950 }
6951
6952 static struct cftype swap_files[] = {
6953         {
6954                 .name = "swap.current",
6955                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6956                 .read_u64 = swap_current_read,
6957         },
6958         {
6959                 .name = "swap.max",
6960                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6961                 .seq_show = swap_max_show,
6962                 .write = swap_max_write,
6963         },
6964         {
6965                 .name = "swap.events",
6966                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6967                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6968                 .seq_show = swap_events_show,
6969         },
6970         { }     /* terminate */
6971 };
6972
6973 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6974         {
6975                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6976                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6977                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6978         },
6979         {
6980                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6981                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6982                 .write = mem_cgroup_reset,
6983                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6984         },
6985         {
6986                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6988                 .write = mem_cgroup_write,
6989                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6990         },
6991         {
6992                 .name = "memsw.failcnt",
6993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6994                 .write = mem_cgroup_reset,
6995                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6996         },
6997         { },    /* terminate */
6998 };
6999
7000 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7001 {
7002         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7003                 do_swap_account = 1;
7004                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7005                                                swap_files));
7006                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7007                                                   memsw_cgroup_files));
7008         }
7009         return 0;
7010 }
7011 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7012
7013 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */