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