memcg: fix NULL pointer dereference in __mem_cgroup_usage_unregister_event
[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/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 int do_swap_account __read_mostly;
87 #else
88 #define do_swap_account         0
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
102 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
103
104 /*
105  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
106  * their hierarchy representation
107  */
108
109 struct mem_cgroup_tree_per_node {
110         struct rb_root rb_root;
111         struct rb_node *rb_rightmost;
112         spinlock_t lock;
113 };
114
115 struct mem_cgroup_tree {
116         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
117 };
118
119 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
120
121 /* for OOM */
122 struct mem_cgroup_eventfd_list {
123         struct list_head list;
124         struct eventfd_ctx *eventfd;
125 };
126
127 /*
128  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
129  */
130 struct mem_cgroup_event {
131         /*
132          * memcg which the event belongs to.
133          */
134         struct mem_cgroup *memcg;
135         /*
136          * eventfd to signal userspace about the event.
137          */
138         struct eventfd_ctx *eventfd;
139         /*
140          * Each of these stored in a list by the cgroup.
141          */
142         struct list_head list;
143         /*
144          * register_event() callback will be used to add new userspace
145          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
146          * on eventfd to send notification to userspace.
147          */
148         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
149                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
150         /*
151          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
152          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
153          * if you want provide notification functionality.
154          */
155         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
156                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
157         /*
158          * All fields below needed to unregister event when
159          * userspace closes eventfd.
160          */
161         poll_table pt;
162         wait_queue_head_t *wqh;
163         wait_queue_entry_t wait;
164         struct work_struct remove;
165 };
166
167 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
168 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
169
170 /* Stuffs for move charges at task migration. */
171 /*
172  * Types of charges to be moved.
173  */
174 #define MOVE_ANON       0x1U
175 #define MOVE_FILE       0x2U
176 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
177
178 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
179 static struct move_charge_struct {
180         spinlock_t        lock; /* for from, to */
181         struct mm_struct  *mm;
182         struct mem_cgroup *from;
183         struct mem_cgroup *to;
184         unsigned long flags;
185         unsigned long precharge;
186         unsigned long moved_charge;
187         unsigned long moved_swap;
188         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
189         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
190 } mc = {
191         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
192         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
193 };
194
195 /*
196  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
197  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
198  */
199 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
200 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
201
202 enum charge_type {
203         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
204         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
205         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
206         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
207         NR_CHARGE_TYPE,
208 };
209
210 /* for encoding cft->private value on file */
211 enum res_type {
212         _MEM,
213         _MEMSWAP,
214         _OOM_TYPE,
215         _KMEM,
216         _TCP,
217 };
218
219 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
220 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
221 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
222 /* Used for OOM nofiier */
223 #define OOM_CONTROL             (0)
224
225 /*
226  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
227  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
228  * be used for reference counting.
229  */
230 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
231         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
232              iter != NULL;                              \
233              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
234
235 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
236         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
237              iter != NULL;                              \
238              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
239
240 static inline bool should_force_charge(void)
241 {
242         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
243                 (current->flags & PF_EXITING);
244 }
245
246 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
247 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
248 {
249         if (!memcg)
250                 memcg = root_mem_cgroup;
251         return &memcg->vmpressure;
252 }
253
254 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
255 {
256         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
260 /*
261  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
262  * The main reason for not using cgroup id for this:
263  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
264  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
265  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
266  *  200 entry array for that.
267  *
268  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
269  * will double each time we have to increase it.
270  */
271 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
272 int memcg_nr_cache_ids;
273
274 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
275 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
276
277 void memcg_get_cache_ids(void)
278 {
279         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
280 }
281
282 void memcg_put_cache_ids(void)
283 {
284         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
285 }
286
287 /*
288  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
289  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
290  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
291  * tunable, but that is strictly not necessary.
292  *
293  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
294  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
295  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
296  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
297  * increase ours as well if it increases.
298  */
299 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
300 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
301
302 /*
303  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
304  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
305  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
306  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
307  */
308 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
309 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
310
311 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
312 #endif
313
314 static int memcg_shrinker_map_size;
315 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
316
317 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
318 {
319         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
320 }
321
322 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
323                                          int size, int old_size)
324 {
325         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
326         int nid;
327
328         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
329
330         for_each_node(nid) {
331                 old = rcu_dereference_protected(
332                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
333                 /* Not yet online memcg */
334                 if (!old)
335                         return 0;
336
337                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
338                 if (!new)
339                         return -ENOMEM;
340
341                 /* Set all old bits, clear all new bits */
342                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
343                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
344
345                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
346                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
347         }
348
349         return 0;
350 }
351
352 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
353 {
354         struct mem_cgroup_per_node *pn;
355         struct memcg_shrinker_map *map;
356         int nid;
357
358         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
359                 return;
360
361         for_each_node(nid) {
362                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
363                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
364                 if (map)
365                         kvfree(map);
366                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
367         }
368 }
369
370 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
371 {
372         struct memcg_shrinker_map *map;
373         int nid, size, ret = 0;
374
375         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
376                 return 0;
377
378         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
379         size = memcg_shrinker_map_size;
380         for_each_node(nid) {
381                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
382                 if (!map) {
383                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
384                         ret = -ENOMEM;
385                         break;
386                 }
387                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
388         }
389         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
390
391         return ret;
392 }
393
394 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
395 {
396         int size, old_size, ret = 0;
397         struct mem_cgroup *memcg;
398
399         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
400         old_size = memcg_shrinker_map_size;
401         if (size <= old_size)
402                 return 0;
403
404         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
405         if (!root_mem_cgroup)
406                 goto unlock;
407
408         for_each_mem_cgroup(memcg) {
409                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
410                         continue;
411                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
412                 if (ret) {
413                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
414                         goto unlock;
415                 }
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 /**
439  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
440  * @page: page of interest
441  *
442  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
443  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
444  * until it is released.
445  *
446  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
447  * is returned.
448  */
449 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
450 {
451         struct mem_cgroup *memcg;
452
453         memcg = page->mem_cgroup;
454
455         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
456                 memcg = root_mem_cgroup;
457
458         return &memcg->css;
459 }
460
461 /**
462  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
463  * @page: the page
464  *
465  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
466  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
467  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
468  *
469  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
470  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
471  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
472  * do not care (such as procfs interfaces).
473  */
474 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
475 {
476         struct mem_cgroup *memcg;
477         unsigned long ino = 0;
478
479         rcu_read_lock();
480         if (PageSlab(page) && !PageTail(page))
481                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
482         else
483                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
484         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
485                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
486         if (memcg)
487                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
488         rcu_read_unlock();
489         return ino;
490 }
491
492 static struct mem_cgroup_per_node *
493 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
494 {
495         int nid = page_to_nid(page);
496
497         return memcg->nodeinfo[nid];
498 }
499
500 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
501 soft_limit_tree_node(int nid)
502 {
503         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
507 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
508 {
509         int nid = page_to_nid(page);
510
511         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
512 }
513
514 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
515                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
516                                          unsigned long new_usage_in_excess)
517 {
518         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
519         struct rb_node *parent = NULL;
520         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
521         bool rightmost = true;
522
523         if (mz->on_tree)
524                 return;
525
526         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
527         if (!mz->usage_in_excess)
528                 return;
529         while (*p) {
530                 parent = *p;
531                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
532                                         tree_node);
533                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
534                         p = &(*p)->rb_left;
535                         rightmost = false;
536                 }
537
538                 /*
539                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
540                  * limit by the same amount
541                  */
542                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
543                         p = &(*p)->rb_right;
544         }
545
546         if (rightmost)
547                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
548
549         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
550         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
551         mz->on_tree = true;
552 }
553
554 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
555                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
556 {
557         if (!mz->on_tree)
558                 return;
559
560         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
561                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
562
563         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
564         mz->on_tree = false;
565 }
566
567 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
568                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
569 {
570         unsigned long flags;
571
572         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
573         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
574         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
575 }
576
577 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
578 {
579         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
580         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
581         unsigned long excess = 0;
582
583         if (nr_pages > soft_limit)
584                 excess = nr_pages - soft_limit;
585
586         return excess;
587 }
588
589 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
590 {
591         unsigned long excess;
592         struct mem_cgroup_per_node *mz;
593         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
594
595         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
596         if (!mctz)
597                 return;
598         /*
599          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
600          * because their event counter is not touched.
601          */
602         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
603                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
604                 excess = soft_limit_excess(memcg);
605                 /*
606                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
607                  * mem is over its softlimit.
608                  */
609                 if (excess || mz->on_tree) {
610                         unsigned long flags;
611
612                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
613                         /* if on-tree, remove it */
614                         if (mz->on_tree)
615                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
616                         /*
617                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
618                          * If excess is 0, no tree ops.
619                          */
620                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
621                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
622                 }
623         }
624 }
625
626 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
629         struct mem_cgroup_per_node *mz;
630         int nid;
631
632         for_each_node(nid) {
633                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
634                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
635                 if (mctz)
636                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
637         }
638 }
639
640 static struct mem_cgroup_per_node *
641 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
642 {
643         struct mem_cgroup_per_node *mz;
644
645 retry:
646         mz = NULL;
647         if (!mctz->rb_rightmost)
648                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
649
650         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
651                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
652         /*
653          * Remove the node now but someone else can add it back,
654          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
655          * position in the tree.
656          */
657         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
658         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
659             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
660                 goto retry;
661 done:
662         return mz;
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_per_node *
666 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
667 {
668         struct mem_cgroup_per_node *mz;
669
670         spin_lock_irq(&mctz->lock);
671         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
672         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
673         return mz;
674 }
675
676 /**
677  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
678  * @memcg: the memory cgroup
679  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
680  * @val: delta to add to the counter, can be negative
681  */
682 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
683 {
684         long x;
685
686         if (mem_cgroup_disabled())
687                 return;
688
689         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
690         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
691                 struct mem_cgroup *mi;
692
693                 /*
694                  * Batch local counters to keep them in sync with
695                  * the hierarchical ones.
696                  */
697                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
698                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
699                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
700                 x = 0;
701         }
702         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
703 }
704
705 static struct mem_cgroup_per_node *
706 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
707 {
708         struct mem_cgroup *parent;
709
710         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
711         if (!parent)
712                 return NULL;
713         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
714 }
715
716 /**
717  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
718  * @lruvec: the lruvec
719  * @idx: the stat item
720  * @val: delta to add to the counter, can be negative
721  *
722  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
723  * function updates the all three counters that are affected by a
724  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
725  */
726 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
727                         int val)
728 {
729         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
730         struct mem_cgroup_per_node *pn;
731         struct mem_cgroup *memcg;
732         long x;
733
734         /* Update node */
735         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
736
737         if (mem_cgroup_disabled())
738                 return;
739
740         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
741         memcg = pn->memcg;
742
743         /* Update memcg */
744         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
745
746         /* Update lruvec */
747         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
748
749         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
750         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
751                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
752
753                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
754                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
755                 x = 0;
756         }
757         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
758 }
759
760 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
761 {
762         struct page *page = virt_to_head_page(p);
763         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
764         struct mem_cgroup *memcg;
765         struct lruvec *lruvec;
766
767         rcu_read_lock();
768         memcg = memcg_from_slab_page(page);
769
770         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
771         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
772                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
773         } else {
774                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
775                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
776         }
777         rcu_read_unlock();
778 }
779
780 /**
781  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
782  * @memcg: the memory cgroup
783  * @idx: the event item
784  * @count: the number of events that occured
785  */
786 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
787                           unsigned long count)
788 {
789         unsigned long x;
790
791         if (mem_cgroup_disabled())
792                 return;
793
794         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
795         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
796                 struct mem_cgroup *mi;
797
798                 /*
799                  * Batch local counters to keep them in sync with
800                  * the hierarchical ones.
801                  */
802                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
803                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
804                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
805                 x = 0;
806         }
807         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
808 }
809
810 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
811 {
812         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
813 }
814
815 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
816 {
817         long x = 0;
818         int cpu;
819
820         for_each_possible_cpu(cpu)
821                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
822         return x;
823 }
824
825 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
826                                          struct page *page,
827                                          bool compound, int nr_pages)
828 {
829         /*
830          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
831          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
832          */
833         if (PageAnon(page))
834                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
835         else {
836                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
837                 if (PageSwapBacked(page))
838                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
839         }
840
841         if (compound) {
842                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
843                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
844         }
845
846         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
847         if (nr_pages > 0)
848                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
849         else {
850                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
851                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
852         }
853
854         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
855 }
856
857 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
858                                        enum mem_cgroup_events_target target)
859 {
860         unsigned long val, next;
861
862         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
863         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
864         /* from time_after() in jiffies.h */
865         if ((long)(next - val) < 0) {
866                 switch (target) {
867                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
868                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
869                         break;
870                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
871                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
872                         break;
873                 default:
874                         break;
875                 }
876                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
877                 return true;
878         }
879         return false;
880 }
881
882 /*
883  * Check events in order.
884  *
885  */
886 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
887 {
888         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
889         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
890                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
891                 bool do_softlimit;
892
893                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
894                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
895                 mem_cgroup_threshold(memcg);
896                 if (unlikely(do_softlimit))
897                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
898         }
899 }
900
901 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
902 {
903         /*
904          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
905          * if it races with swapoff, page migration, etc.
906          * So this can be called with p == NULL.
907          */
908         if (unlikely(!p))
909                 return NULL;
910
911         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
914
915 /**
916  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
917  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
918  *
919  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
920  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
921  * returned.
922  */
923 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
924 {
925         struct mem_cgroup *memcg;
926
927         if (mem_cgroup_disabled())
928                 return NULL;
929
930         rcu_read_lock();
931         do {
932                 /*
933                  * Page cache insertions can happen withou an
934                  * actual mm context, e.g. during disk probing
935                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
936                  */
937                 if (unlikely(!mm))
938                         memcg = root_mem_cgroup;
939                 else {
940                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
941                         if (unlikely(!memcg))
942                                 memcg = root_mem_cgroup;
943                 }
944         } while (!css_tryget(&memcg->css));
945         rcu_read_unlock();
946         return memcg;
947 }
948 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
949
950 /**
951  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
952  * @page: page from which memcg should be extracted.
953  *
954  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
955  * root_mem_cgroup is returned.
956  */
957 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
958 {
959         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
960
961         if (mem_cgroup_disabled())
962                 return NULL;
963
964         rcu_read_lock();
965         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
966                 memcg = root_mem_cgroup;
967         rcu_read_unlock();
968         return memcg;
969 }
970 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
971
972 /**
973  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
974  */
975 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
976 {
977         if (unlikely(current->active_memcg)) {
978                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
979
980                 rcu_read_lock();
981                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
982                         memcg = current->active_memcg;
983                 rcu_read_unlock();
984                 return memcg;
985         }
986         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
987 }
988
989 /**
990  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
991  * @root: hierarchy root
992  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
993  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
994  *
995  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
996  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
997  *
998  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
999  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1000  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1001  *
1002  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1003  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1004  * reclaimers operating on the same node and priority.
1005  */
1006 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1007                                    struct mem_cgroup *prev,
1008                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1009 {
1010         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1011         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1012         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1013         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1014
1015         if (mem_cgroup_disabled())
1016                 return NULL;
1017
1018         if (!root)
1019                 root = root_mem_cgroup;
1020
1021         if (prev && !reclaim)
1022                 pos = prev;
1023
1024         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1025                 if (prev)
1026                         goto out;
1027                 return root;
1028         }
1029
1030         rcu_read_lock();
1031
1032         if (reclaim) {
1033                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1034
1035                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1036                 iter = &mz->iter;
1037
1038                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1039                         goto out_unlock;
1040
1041                 while (1) {
1042                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1043                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1044                                 break;
1045                         /*
1046                          * css reference reached zero, so iter->position will
1047                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1048                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1049                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1050                          * might block it. So we clear iter->position right
1051                          * away.
1052                          */
1053                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1054                 }
1055         }
1056
1057         if (pos)
1058                 css = &pos->css;
1059
1060         for (;;) {
1061                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1062                 if (!css) {
1063                         /*
1064                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1065                          * new one might jump in right at the end of
1066                          * the hierarchy - make sure they see at least
1067                          * one group and restart from the beginning.
1068                          */
1069                         if (!prev)
1070                                 continue;
1071                         break;
1072                 }
1073
1074                 /*
1075                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1076                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1077                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1078                  */
1079                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1080
1081                 if (css == &root->css)
1082                         break;
1083
1084                 if (css_tryget(css))
1085                         break;
1086
1087                 memcg = NULL;
1088         }
1089
1090         if (reclaim) {
1091                 /*
1092                  * The position could have already been updated by a competing
1093                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1094                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1095                  */
1096                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1097
1098                 if (pos)
1099                         css_put(&pos->css);
1100
1101                 if (!memcg)
1102                         iter->generation++;
1103                 else if (!prev)
1104                         reclaim->generation = iter->generation;
1105         }
1106
1107 out_unlock:
1108         rcu_read_unlock();
1109 out:
1110         if (prev && prev != root)
1111                 css_put(&prev->css);
1112
1113         return memcg;
1114 }
1115
1116 /**
1117  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1118  * @root: hierarchy root
1119  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1120  */
1121 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1122                            struct mem_cgroup *prev)
1123 {
1124         if (!root)
1125                 root = root_mem_cgroup;
1126         if (prev && prev != root)
1127                 css_put(&prev->css);
1128 }
1129
1130 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1131                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1132 {
1133         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1134         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1135         int nid;
1136
1137         for_each_node(nid) {
1138                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1139                 iter = &mz->iter;
1140                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1141         }
1142 }
1143
1144 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1145 {
1146         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1147         struct mem_cgroup *last;
1148
1149         do {
1150                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1151                 last = memcg;
1152         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1153
1154         /*
1155          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1156          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1157          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1158          * dead_memcg from cgroup root separately.
1159          */
1160         if (last != root_mem_cgroup)
1161                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1162                                                 dead_memcg);
1163 }
1164
1165 /**
1166  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1167  * @memcg: hierarchy root
1168  * @fn: function to call for each task
1169  * @arg: argument passed to @fn
1170  *
1171  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1172  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1173  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1174  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1175  *
1176  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1177  */
1178 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1179                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1180 {
1181         struct mem_cgroup *iter;
1182         int ret = 0;
1183
1184         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1185
1186         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1187                 struct css_task_iter it;
1188                 struct task_struct *task;
1189
1190                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1191                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1192                         ret = fn(task, arg);
1193                 css_task_iter_end(&it);
1194                 if (ret) {
1195                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1196                         break;
1197                 }
1198         }
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 /**
1203  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1204  * @page: the page
1205  * @pgdat: pgdat of the page
1206  *
1207  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1208  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1209  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1210  */
1211 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1212 {
1213         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1214         struct mem_cgroup *memcg;
1215         struct lruvec *lruvec;
1216
1217         if (mem_cgroup_disabled()) {
1218                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1219                 goto out;
1220         }
1221
1222         memcg = page->mem_cgroup;
1223         /*
1224          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1225          * possibly migrated - before they are charged.
1226          */
1227         if (!memcg)
1228                 memcg = root_mem_cgroup;
1229
1230         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1231         lruvec = &mz->lruvec;
1232 out:
1233         /*
1234          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1235          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1236          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1237          */
1238         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1239                 lruvec->pgdat = pgdat;
1240         return lruvec;
1241 }
1242
1243 /**
1244  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1245  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1246  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1247  * @zid: zone id of the accounted pages
1248  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1249  *
1250  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1251  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1252  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1253  */
1254 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1255                                 int zid, int nr_pages)
1256 {
1257         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1258         unsigned long *lru_size;
1259         long size;
1260
1261         if (mem_cgroup_disabled())
1262                 return;
1263
1264         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1265         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1266
1267         if (nr_pages < 0)
1268                 *lru_size += nr_pages;
1269
1270         size = *lru_size;
1271         if (WARN_ONCE(size < 0,
1272                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1273                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1274                 VM_BUG_ON(1);
1275                 *lru_size = 0;
1276         }
1277
1278         if (nr_pages > 0)
1279                 *lru_size += nr_pages;
1280 }
1281
1282 /**
1283  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1284  * @memcg: the memory cgroup
1285  *
1286  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1287  * pages.
1288  */
1289 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1290 {
1291         unsigned long margin = 0;
1292         unsigned long count;
1293         unsigned long limit;
1294
1295         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1296         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1297         if (count < limit)
1298                 margin = limit - count;
1299
1300         if (do_memsw_account()) {
1301                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1302                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1303                 if (count <= limit)
1304                         margin = min(margin, limit - count);
1305                 else
1306                         margin = 0;
1307         }
1308
1309         return margin;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1314  *
1315  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1316  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1317  * caused by "move".
1318  */
1319 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1320 {
1321         struct mem_cgroup *from;
1322         struct mem_cgroup *to;
1323         bool ret = false;
1324         /*
1325          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1326          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1327          */
1328         spin_lock(&mc.lock);
1329         from = mc.from;
1330         to = mc.to;
1331         if (!from)
1332                 goto unlock;
1333
1334         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1335                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1336 unlock:
1337         spin_unlock(&mc.lock);
1338         return ret;
1339 }
1340
1341 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1344                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1345                         DEFINE_WAIT(wait);
1346                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1347                         /* moving charge context might have finished. */
1348                         if (mc.moving_task)
1349                                 schedule();
1350                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1351                         return true;
1352                 }
1353         }
1354         return false;
1355 }
1356
1357 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1358 {
1359         struct seq_buf s;
1360         int i;
1361
1362         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1363         if (!s.buffer)
1364                 return NULL;
1365
1366         /*
1367          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1368          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1369          *
1370          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1371          * 1) generic big picture -> specifics and details
1372          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1373          *
1374          * Current memory state:
1375          */
1376
1377         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1378                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1379                        PAGE_SIZE);
1380         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1381                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1382                        PAGE_SIZE);
1383         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1385                        1024);
1386         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1387                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1388                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1389                        PAGE_SIZE);
1390         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1391                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1392                        PAGE_SIZE);
1393
1394         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1395                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1396                        PAGE_SIZE);
1397         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1398                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1399                        PAGE_SIZE);
1400         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1401                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1402                        PAGE_SIZE);
1403         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406
1407         /*
1408          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1409          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1410          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1411          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1412          */
1413         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1414                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1415                        PAGE_SIZE);
1416
1417         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1418                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", lru_list_name(i),
1419                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1420                                PAGE_SIZE);
1421
1422         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1423                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1424                        PAGE_SIZE);
1425         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1426                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1427                        PAGE_SIZE);
1428
1429         /* Accumulated memory events */
1430
1431         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1432                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1433         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1434                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1435
1436         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1437                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1438         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1439                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1440         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1441                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1442
1443         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1444                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1445         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1446                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1447                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1448         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1450                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1451         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1452                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1453         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1454                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1455         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1456                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1457         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1458                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1459
1460 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1461         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1462                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1463         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1464                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1465 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1466
1467         /* The above should easily fit into one page */
1468         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1469
1470         return s.buffer;
1471 }
1472
1473 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1474 /**
1475  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1476  * memory controller.
1477  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1478  * @p: Task that is going to be killed
1479  *
1480  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1481  * enabled
1482  */
1483 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1484 {
1485         rcu_read_lock();
1486
1487         if (memcg) {
1488                 pr_cont(",oom_memcg=");
1489                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1490         } else
1491                 pr_cont(",global_oom");
1492         if (p) {
1493                 pr_cont(",task_memcg=");
1494                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1495         }
1496         rcu_read_unlock();
1497 }
1498
1499 /**
1500  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1501  * memory controller.
1502  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1503  */
1504 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1505 {
1506         char *buf;
1507
1508         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1509                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1510                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1511         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1512                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1513                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1514                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1515         else {
1516                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1517                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1518                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1519                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1520                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1521                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1522         }
1523
1524         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1525         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1526         pr_cont(":");
1527         buf = memory_stat_format(memcg);
1528         if (!buf)
1529                 return;
1530         pr_info("%s", buf);
1531         kfree(buf);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1536  */
1537 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         unsigned long max;
1540
1541         max = memcg->memory.max;
1542         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1543                 unsigned long memsw_max;
1544                 unsigned long swap_max;
1545
1546                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1547                 swap_max = memcg->swap.max;
1548                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1549                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1550         }
1551         return max;
1552 }
1553
1554 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         return page_counter_read(&memcg->memory);
1557 }
1558
1559 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1560                                      int order)
1561 {
1562         struct oom_control oc = {
1563                 .zonelist = NULL,
1564                 .nodemask = NULL,
1565                 .memcg = memcg,
1566                 .gfp_mask = gfp_mask,
1567                 .order = order,
1568         };
1569         bool ret;
1570
1571         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1572                 return true;
1573         /*
1574          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1575          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1576          */
1577         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1578         mutex_unlock(&oom_lock);
1579         return ret;
1580 }
1581
1582 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1583                                    pg_data_t *pgdat,
1584                                    gfp_t gfp_mask,
1585                                    unsigned long *total_scanned)
1586 {
1587         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1588         int total = 0;
1589         int loop = 0;
1590         unsigned long excess;
1591         unsigned long nr_scanned;
1592         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1593                 .pgdat = pgdat,
1594         };
1595
1596         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1597
1598         while (1) {
1599                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1600                 if (!victim) {
1601                         loop++;
1602                         if (loop >= 2) {
1603                                 /*
1604                                  * If we have not been able to reclaim
1605                                  * anything, it might because there are
1606                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1607                                  */
1608                                 if (!total)
1609                                         break;
1610                                 /*
1611                                  * We want to do more targeted reclaim.
1612                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1613                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1614                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1615                                  */
1616                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1617                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1618                                         break;
1619                         }
1620                         continue;
1621                 }
1622                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1623                                         pgdat, &nr_scanned);
1624                 *total_scanned += nr_scanned;
1625                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1626                         break;
1627         }
1628         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1629         return total;
1630 }
1631
1632 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1633 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1634         .name = "memcg_oom_lock",
1635 };
1636 #endif
1637
1638 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1639
1640 /*
1641  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1642  * If someone is running, return false.
1643  */
1644 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1645 {
1646         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1647
1648         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1649
1650         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1651                 if (iter->oom_lock) {
1652                         /*
1653                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1654                          * so we cannot give a lock.
1655                          */
1656                         failed = iter;
1657                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1658                         break;
1659                 } else
1660                         iter->oom_lock = true;
1661         }
1662
1663         if (failed) {
1664                 /*
1665                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1666                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1667                  */
1668                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1669                         if (iter == failed) {
1670                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1671                                 break;
1672                         }
1673                         iter->oom_lock = false;
1674                 }
1675         } else
1676                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1677
1678         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1679
1680         return !failed;
1681 }
1682
1683 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         struct mem_cgroup *iter;
1686
1687         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1688         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1689         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1690                 iter->oom_lock = false;
1691         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1692 }
1693
1694 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1695 {
1696         struct mem_cgroup *iter;
1697
1698         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1699         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1700                 iter->under_oom++;
1701         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1702 }
1703
1704 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1705 {
1706         struct mem_cgroup *iter;
1707
1708         /*
1709          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1710          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1711          */
1712         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1714                 if (iter->under_oom > 0)
1715                         iter->under_oom--;
1716         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1717 }
1718
1719 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1720
1721 struct oom_wait_info {
1722         struct mem_cgroup *memcg;
1723         wait_queue_entry_t      wait;
1724 };
1725
1726 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1727         unsigned mode, int sync, void *arg)
1728 {
1729         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1730         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1731         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1732
1733         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1734         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1735
1736         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1737             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1738                 return 0;
1739         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1740 }
1741
1742 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1743 {
1744         /*
1745          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1746          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1747          * this function is called as a result of userland actions
1748          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1749          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1750          * triggering notification.
1751          */
1752         if (memcg && memcg->under_oom)
1753                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1754 }
1755
1756 enum oom_status {
1757         OOM_SUCCESS,
1758         OOM_FAILED,
1759         OOM_ASYNC,
1760         OOM_SKIPPED
1761 };
1762
1763 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1764 {
1765         enum oom_status ret;
1766         bool locked;
1767
1768         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1769                 return OOM_SKIPPED;
1770
1771         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1772
1773         /*
1774          * We are in the middle of the charge context here, so we
1775          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1776          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1777          *
1778          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1779          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1780          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1781          * released.
1782          *
1783          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1784          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1785          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1786          * invoke the oom killer here.
1787          *
1788          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1789          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1790          */
1791         if (memcg->oom_kill_disable) {
1792                 if (!current->in_user_fault)
1793                         return OOM_SKIPPED;
1794                 css_get(&memcg->css);
1795                 current->memcg_in_oom = memcg;
1796                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1797                 current->memcg_oom_order = order;
1798
1799                 return OOM_ASYNC;
1800         }
1801
1802         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1803
1804         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1805
1806         if (locked)
1807                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1808
1809         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1810         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1811                 ret = OOM_SUCCESS;
1812         else
1813                 ret = OOM_FAILED;
1814
1815         if (locked)
1816                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1817
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 /**
1822  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1823  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1824  *
1825  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1826  * handler was enabled.
1827  *
1828  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1829  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1830  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1831  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1832  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1833  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1834  *
1835  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1836  * completed, %false otherwise.
1837  */
1838 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1839 {
1840         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1841         struct oom_wait_info owait;
1842         bool locked;
1843
1844         /* OOM is global, do not handle */
1845         if (!memcg)
1846                 return false;
1847
1848         if (!handle)
1849                 goto cleanup;
1850
1851         owait.memcg = memcg;
1852         owait.wait.flags = 0;
1853         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1854         owait.wait.private = current;
1855         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1856
1857         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1858         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1859
1860         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1861
1862         if (locked)
1863                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1864
1865         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1866                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1867                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1868                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1869                                          current->memcg_oom_order);
1870         } else {
1871                 schedule();
1872                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1873                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1874         }
1875
1876         if (locked) {
1877                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1878                 /*
1879                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1880                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1881                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1882                  */
1883                 memcg_oom_recover(memcg);
1884         }
1885 cleanup:
1886         current->memcg_in_oom = NULL;
1887         css_put(&memcg->css);
1888         return true;
1889 }
1890
1891 /**
1892  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1893  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1894  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1895  *
1896  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1897  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1898  *
1899  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1900  */
1901 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1902                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1903 {
1904         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1905         struct mem_cgroup *memcg;
1906
1907         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1908                 return NULL;
1909
1910         if (!oom_domain)
1911                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1912
1913         rcu_read_lock();
1914
1915         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1916         if (memcg == root_mem_cgroup)
1917                 goto out;
1918
1919         /*
1920          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1921          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1922          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1923          */
1924         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1925                 if (memcg->oom_group)
1926                         oom_group = memcg;
1927
1928                 if (memcg == oom_domain)
1929                         break;
1930         }
1931
1932         if (oom_group)
1933                 css_get(&oom_group->css);
1934 out:
1935         rcu_read_unlock();
1936
1937         return oom_group;
1938 }
1939
1940 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1941 {
1942         pr_info("Tasks in ");
1943         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1944         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1945 }
1946
1947 /**
1948  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1949  * @page: the page
1950  *
1951  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1952  * another cgroup.
1953  *
1954  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1955  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1956  * when @page might get freed inside the locked section.
1957  */
1958 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1959 {
1960         struct mem_cgroup *memcg;
1961         unsigned long flags;
1962
1963         /*
1964          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1965          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1966          * because page moving starts with an RCU grace period.
1967          *
1968          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1969          * the page state that is going to change is the only thing
1970          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1971          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1972          * keep off truncation, migration and so forth.
1973          */
1974         rcu_read_lock();
1975
1976         if (mem_cgroup_disabled())
1977                 return NULL;
1978 again:
1979         memcg = page->mem_cgroup;
1980         if (unlikely(!memcg))
1981                 return NULL;
1982
1983         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1984                 return memcg;
1985
1986         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1987         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1988                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1989                 goto again;
1990         }
1991
1992         /*
1993          * When charge migration first begins, we can have locked and
1994          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1995          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1996          */
1997         memcg->move_lock_task = current;
1998         memcg->move_lock_flags = flags;
1999
2000         return memcg;
2001 }
2002 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2003
2004 /**
2005  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2006  * @memcg: the memcg
2007  *
2008  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2009  */
2010 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2011 {
2012         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2013                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2014
2015                 memcg->move_lock_task = NULL;
2016                 memcg->move_lock_flags = 0;
2017
2018                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2019         }
2020
2021         rcu_read_unlock();
2022 }
2023
2024 /**
2025  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2026  * @page: the page
2027  */
2028 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2029 {
2030         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2031 }
2032 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2033
2034 struct memcg_stock_pcp {
2035         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2036         unsigned int nr_pages;
2037         struct work_struct work;
2038         unsigned long flags;
2039 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2040 };
2041 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2042 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2043
2044 /**
2045  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2046  * @memcg: memcg to consume from.
2047  * @nr_pages: how many pages to charge.
2048  *
2049  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2050  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2051  * service an allocation will refill the stock.
2052  *
2053  * returns true if successful, false otherwise.
2054  */
2055 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2056 {
2057         struct memcg_stock_pcp *stock;
2058         unsigned long flags;
2059         bool ret = false;
2060
2061         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2062                 return ret;
2063
2064         local_irq_save(flags);
2065
2066         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2067         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2068                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2069                 ret = true;
2070         }
2071
2072         local_irq_restore(flags);
2073
2074         return ret;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2079  */
2080 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2081 {
2082         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2083
2084         if (stock->nr_pages) {
2085                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2086                 if (do_memsw_account())
2087                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2088                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2089                 stock->nr_pages = 0;
2090         }
2091         stock->cached = NULL;
2092 }
2093
2094 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2095 {
2096         struct memcg_stock_pcp *stock;
2097         unsigned long flags;
2098
2099         /*
2100          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2101          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2102          */
2103         local_irq_save(flags);
2104
2105         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2106         drain_stock(stock);
2107         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2108
2109         local_irq_restore(flags);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2114  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2115  */
2116 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2117 {
2118         struct memcg_stock_pcp *stock;
2119         unsigned long flags;
2120
2121         local_irq_save(flags);
2122
2123         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2124         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2125                 drain_stock(stock);
2126                 stock->cached = memcg;
2127         }
2128         stock->nr_pages += nr_pages;
2129
2130         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2131                 drain_stock(stock);
2132
2133         local_irq_restore(flags);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2138  * of the hierarchy under it.
2139  */
2140 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         int cpu, curcpu;
2143
2144         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2145         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2146                 return;
2147         /*
2148          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2149          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2150          * as well as workers from this path always operate on the local
2151          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2152          */
2153         curcpu = get_cpu();
2154         for_each_online_cpu(cpu) {
2155                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2156                 struct mem_cgroup *memcg;
2157                 bool flush = false;
2158
2159                 rcu_read_lock();
2160                 memcg = stock->cached;
2161                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2162                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2163                         flush = true;
2164                 rcu_read_unlock();
2165
2166                 if (flush &&
2167                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2168                         if (cpu == curcpu)
2169                                 drain_local_stock(&stock->work);
2170                         else
2171                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2172                 }
2173         }
2174         put_cpu();
2175         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2176 }
2177
2178 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2179 {
2180         struct memcg_stock_pcp *stock;
2181         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2182
2183         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2184         drain_stock(stock);
2185
2186         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2187                 int i;
2188
2189                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2190                         int nid;
2191                         long x;
2192
2193                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2194                         if (x)
2195                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2196                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2197
2198                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2199                                 continue;
2200
2201                         for_each_node(nid) {
2202                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2203
2204                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2205                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2206                                 if (x)
2207                                         do {
2208                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2209                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2210                         }
2211                 }
2212
2213                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2214                         long x;
2215
2216                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2217                         if (x)
2218                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2219                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2220                 }
2221         }
2222
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2227                          unsigned int nr_pages,
2228                          gfp_t gfp_mask)
2229 {
2230         do {
2231                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2232                         continue;
2233                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2234                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2235         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2236 }
2237
2238 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2239 {
2240         struct mem_cgroup *memcg;
2241
2242         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2243         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2248  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2249  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2250  */
2251 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2252
2253 /*
2254  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2255  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2256  * below.
2257  *
2258  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2259  *   overage ratio to a delay.
2260  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2261  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2262  *   to produce a reasonable delay curve.
2263  *
2264  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2265  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2266  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2267  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2268  * example, with a high of 100 megabytes:
2269  *
2270  *  +-------+------------------------+
2271  *  | usage | time to allocate in ms |
2272  *  +-------+------------------------+
2273  *  | 100M  |                      0 |
2274  *  | 101M  |                      6 |
2275  *  | 102M  |                     25 |
2276  *  | 103M  |                     57 |
2277  *  | 104M  |                    102 |
2278  *  | 105M  |                    159 |
2279  *  | 106M  |                    230 |
2280  *  | 107M  |                    313 |
2281  *  | 108M  |                    409 |
2282  *  | 109M  |                    518 |
2283  *  | 110M  |                    639 |
2284  *  | 111M  |                    774 |
2285  *  | 112M  |                    921 |
2286  *  | 113M  |                   1081 |
2287  *  | 114M  |                   1254 |
2288  *  | 115M  |                   1439 |
2289  *  | 116M  |                   1638 |
2290  *  | 117M  |                   1849 |
2291  *  | 118M  |                   2000 |
2292  *  | 119M  |                   2000 |
2293  *  | 120M  |                   2000 |
2294  *  +-------+------------------------+
2295  */
2296  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2297  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2298
2299 /*
2300  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2301  * and reclaims memory over the high limit.
2302  */
2303 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2304 {
2305         unsigned long usage, high, clamped_high;
2306         unsigned long pflags;
2307         unsigned long penalty_jiffies, overage;
2308         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2309         struct mem_cgroup *memcg;
2310
2311         if (likely(!nr_pages))
2312                 return;
2313
2314         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2315         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2316         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2317
2318         /*
2319          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2320          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2321          *
2322          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2323          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2324          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2325          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2326          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2327          * overage amount.
2328          */
2329
2330         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
2331         high = READ_ONCE(memcg->high);
2332
2333         if (usage <= high)
2334                 goto out;
2335
2336         /*
2337          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if it was a
2338          * threshold of 1 page
2339          */
2340         clamped_high = max(high, 1UL);
2341
2342         overage = div_u64((u64)(usage - high) << MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT,
2343                           clamped_high);
2344
2345         penalty_jiffies = ((u64)overage * overage * HZ)
2346                 >> (MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT + MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT);
2347
2348         /*
2349          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2350          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2351          * 4N-sized allocation.
2352          *
2353          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2354          * larger the current charge patch is than that.
2355          */
2356         penalty_jiffies = penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2357
2358         /*
2359          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2360          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2361          * extremely slowly.
2362          */
2363         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2364
2365         /*
2366          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2367          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2368          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2369          * been aggressively reclaimed enough yet.
2370          */
2371         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2372                 goto out;
2373
2374         /*
2375          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2376          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2377          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2378          */
2379         psi_memstall_enter(&pflags);
2380         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2381         psi_memstall_leave(&pflags);
2382
2383 out:
2384         css_put(&memcg->css);
2385 }
2386
2387 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2388                       unsigned int nr_pages)
2389 {
2390         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2391         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2392         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2393         struct page_counter *counter;
2394         unsigned long nr_reclaimed;
2395         bool may_swap = true;
2396         bool drained = false;
2397         enum oom_status oom_status;
2398
2399         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2400                 return 0;
2401 retry:
2402         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2403                 return 0;
2404
2405         if (!do_memsw_account() ||
2406             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2407                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2408                         goto done_restock;
2409                 if (do_memsw_account())
2410                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2411                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2412         } else {
2413                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2414                 may_swap = false;
2415         }
2416
2417         if (batch > nr_pages) {
2418                 batch = nr_pages;
2419                 goto retry;
2420         }
2421
2422         /*
2423          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2424          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2425          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2426          * and let these go through as privileged allocations.
2427          */
2428         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2429                 goto force;
2430
2431         /*
2432          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2433          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2434          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2435          * free their memory.
2436          */
2437         if (unlikely(should_force_charge()))
2438                 goto force;
2439
2440         /*
2441          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2442          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2443          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2444          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2445          */
2446         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2447                 goto force;
2448
2449         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2450                 goto nomem;
2451
2452         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2453                 goto nomem;
2454
2455         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2456
2457         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2458                                                     gfp_mask, may_swap);
2459
2460         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2461                 goto retry;
2462
2463         if (!drained) {
2464                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2465                 drained = true;
2466                 goto retry;
2467         }
2468
2469         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2470                 goto nomem;
2471         /*
2472          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2473          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2474          * before killing the task.
2475          *
2476          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2477          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2478          * to regular pages anyway in case of failure.
2479          */
2480         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2481                 goto retry;
2482         /*
2483          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2484          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2485          */
2486         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2487                 goto retry;
2488
2489         if (nr_retries--)
2490                 goto retry;
2491
2492         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2493                 goto nomem;
2494
2495         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2496                 goto force;
2497
2498         if (fatal_signal_pending(current))
2499                 goto force;
2500
2501         /*
2502          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2503          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2504          * couldn't make any progress.
2505          */
2506         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2507                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2508         switch (oom_status) {
2509         case OOM_SUCCESS:
2510                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2511                 goto retry;
2512         case OOM_FAILED:
2513                 goto force;
2514         default:
2515                 goto nomem;
2516         }
2517 nomem:
2518         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2519                 return -ENOMEM;
2520 force:
2521         /*
2522          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2523          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2524          * temporarily by force charging it.
2525          */
2526         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2527         if (do_memsw_account())
2528                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2529         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2530
2531         return 0;
2532
2533 done_restock:
2534         css_get_many(&memcg->css, batch);
2535         if (batch > nr_pages)
2536                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2537
2538         /*
2539          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2540          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2541          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2542          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2543          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2544          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2545          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2546          */
2547         do {
2548                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2549                         /* Don't bother a random interrupted task */
2550                         if (in_interrupt()) {
2551                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2552                                 break;
2553                         }
2554                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2555                         set_notify_resume(current);
2556                         break;
2557                 }
2558         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2559
2560         return 0;
2561 }
2562
2563 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2564 {
2565         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2566                 return;
2567
2568         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2569         if (do_memsw_account())
2570                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2571
2572         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2573 }
2574
2575 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2576 {
2577         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2578
2579         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2580         if (PageLRU(page)) {
2581                 struct lruvec *lruvec;
2582
2583                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2584                 ClearPageLRU(page);
2585                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2586                 *isolated = 1;
2587         } else
2588                 *isolated = 0;
2589 }
2590
2591 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2592 {
2593         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2594
2595         if (isolated) {
2596                 struct lruvec *lruvec;
2597
2598                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2599                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2600                 SetPageLRU(page);
2601                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2602         }
2603         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2604 }
2605
2606 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2607                           bool lrucare)
2608 {
2609         int isolated;
2610
2611         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2612
2613         /*
2614          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2615          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2616          */
2617         if (lrucare)
2618                 lock_page_lru(page, &isolated);
2619
2620         /*
2621          * Nobody should be changing or seriously looking at
2622          * page->mem_cgroup at this point:
2623          *
2624          * - the page is uncharged
2625          *
2626          * - the page is off-LRU
2627          *
2628          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2629          *   a locked page table
2630          *
2631          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2632          *   have the page locked
2633          */
2634         page->mem_cgroup = memcg;
2635
2636         if (lrucare)
2637                 unlock_page_lru(page, isolated);
2638 }
2639
2640 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2641 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2642 {
2643         int id, size;
2644         int err;
2645
2646         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2647                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2648         if (id < 0)
2649                 return id;
2650
2651         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2652                 return id;
2653
2654         /*
2655          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2656          * so we have to grow them.
2657          */
2658         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2659
2660         size = 2 * (id + 1);
2661         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2662                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2663         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2664                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2665
2666         err = memcg_update_all_caches(size);
2667         if (!err)
2668                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2669         if (!err)
2670                 memcg_nr_cache_ids = size;
2671
2672         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2673
2674         if (err) {
2675                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2676                 return err;
2677         }
2678         return id;
2679 }
2680
2681 static void memcg_free_cache_id(int id)
2682 {
2683         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2684 }
2685
2686 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2687         struct mem_cgroup *memcg;
2688         struct kmem_cache *cachep;
2689         struct work_struct work;
2690 };
2691
2692 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2693 {
2694         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2695                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2696         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2697         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2698
2699         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2700
2701         css_put(&memcg->css);
2702         kfree(cw);
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2707  */
2708 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2709                                                struct kmem_cache *cachep)
2710 {
2711         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2712
2713         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2714                 return;
2715
2716         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2717         if (!cw)
2718                 return;
2719
2720         cw->memcg = memcg;
2721         cw->cachep = cachep;
2722         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2723
2724         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2725 }
2726
2727 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2728 {
2729         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2730                 return true;
2731         return false;
2732 }
2733
2734 /**
2735  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2736  * @cachep: the original global kmem cache
2737  *
2738  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2739  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2740  *
2741  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2742  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2743  * go through with the original cache.
2744  *
2745  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2746  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2747  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2748  * reference.
2749  */
2750 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2751 {
2752         struct mem_cgroup *memcg;
2753         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2754         struct memcg_cache_array *arr;
2755         int kmemcg_id;
2756
2757         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2758
2759         if (memcg_kmem_bypass())
2760                 return cachep;
2761
2762         rcu_read_lock();
2763
2764         if (unlikely(current->active_memcg))
2765                 memcg = current->active_memcg;
2766         else
2767                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2768
2769         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2770                 goto out_unlock;
2771
2772         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2773         if (kmemcg_id < 0)
2774                 goto out_unlock;
2775
2776         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2777
2778         /*
2779          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2780          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2781          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2782          */
2783         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2784
2785         /*
2786          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2787          * context), we could be be predictable and return right away.
2788          * This would guarantee that the allocation being performed
2789          * already belongs in the new cache.
2790          *
2791          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2792          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2793          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2794          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2795          * defer everything.
2796          *
2797          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2798          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2799          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2800          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2801          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2802          * creation of a new kmem_cache.
2803          */
2804         if (unlikely(!memcg_cachep))
2805                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2806         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2807                 cachep = memcg_cachep;
2808 out_unlock:
2809         rcu_read_unlock();
2810         return cachep;
2811 }
2812
2813 /**
2814  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2815  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2816  */
2817 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2818 {
2819         if (!is_root_cache(cachep))
2820                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2821 }
2822
2823 /**
2824  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2825  * @page: page to charge
2826  * @gfp: reclaim mode
2827  * @order: allocation order
2828  * @memcg: memory cgroup to charge
2829  *
2830  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2831  */
2832 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2833                             struct mem_cgroup *memcg)
2834 {
2835         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2836         struct page_counter *counter;
2837         int ret;
2838
2839         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2840         if (ret)
2841                 return ret;
2842
2843         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2844             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2845
2846                 /*
2847                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2848                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2849                  * handling code.
2850                  */
2851                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2852                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2853                         return 0;
2854                 }
2855                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2856                 return -ENOMEM;
2857         }
2858         return 0;
2859 }
2860
2861 /**
2862  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2863  * @page: page to charge
2864  * @gfp: reclaim mode
2865  * @order: allocation order
2866  *
2867  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2868  */
2869 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2870 {
2871         struct mem_cgroup *memcg;
2872         int ret = 0;
2873
2874         if (memcg_kmem_bypass())
2875                 return 0;
2876
2877         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2878         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2879                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2880                 if (!ret) {
2881                         page->mem_cgroup = memcg;
2882                         __SetPageKmemcg(page);
2883                 }
2884         }
2885         css_put(&memcg->css);
2886         return ret;
2887 }
2888
2889 /**
2890  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2891  * @memcg: memcg to uncharge
2892  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2893  */
2894 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2895                                  unsigned int nr_pages)
2896 {
2897         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2898                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2899
2900         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2901         if (do_memsw_account())
2902                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2903 }
2904 /**
2905  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2906  * @page: page to uncharge
2907  * @order: allocation order
2908  */
2909 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2910 {
2911         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2912         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2913
2914         if (!memcg)
2915                 return;
2916
2917         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2918         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2919         page->mem_cgroup = NULL;
2920
2921         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2922         if (PageKmemcg(page))
2923                 __ClearPageKmemcg(page);
2924
2925         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2926 }
2927 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2928
2929 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2930
2931 /*
2932  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2933  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2934  */
2935 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2936 {
2937         int i;
2938
2939         if (mem_cgroup_disabled())
2940                 return;
2941
2942         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2943                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2944
2945         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2946 }
2947 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2948
2949 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2950 /**
2951  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2952  * @entry: swap entry to be moved
2953  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2954  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2955  *
2956  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2957  * as the mem_cgroup's id of @from.
2958  *
2959  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2960  *
2961  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2962  * both res and memsw, and called css_get().
2963  */
2964 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2965                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2966 {
2967         unsigned short old_id, new_id;
2968
2969         old_id = mem_cgroup_id(from);
2970         new_id = mem_cgroup_id(to);
2971
2972         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2973                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2974                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2975                 return 0;
2976         }
2977         return -EINVAL;
2978 }
2979 #else
2980 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2981                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2982 {
2983         return -EINVAL;
2984 }
2985 #endif
2986
2987 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2988
2989 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2990                                  unsigned long max, bool memsw)
2991 {
2992         bool enlarge = false;
2993         bool drained = false;
2994         int ret;
2995         bool limits_invariant;
2996         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2997
2998         do {
2999                 if (signal_pending(current)) {
3000                         ret = -EINTR;
3001                         break;
3002                 }
3003
3004                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3005                 /*
3006                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3007                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3008                  */
3009                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
3010                                            max <= memcg->memsw.max;
3011                 if (!limits_invariant) {
3012                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3013                         ret = -EINVAL;
3014                         break;
3015                 }
3016                 if (max > counter->max)
3017                         enlarge = true;
3018                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3019                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3020
3021                 if (!ret)
3022                         break;
3023
3024                 if (!drained) {
3025                         drain_all_stock(memcg);
3026                         drained = true;
3027                         continue;
3028                 }
3029
3030                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3031                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3032                         ret = -EBUSY;
3033                         break;
3034                 }
3035         } while (true);
3036
3037         if (!ret && enlarge)
3038                 memcg_oom_recover(memcg);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3044                                             gfp_t gfp_mask,
3045                                             unsigned long *total_scanned)
3046 {
3047         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3048         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3049         unsigned long reclaimed;
3050         int loop = 0;
3051         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3052         unsigned long excess;
3053         unsigned long nr_scanned;
3054
3055         if (order > 0)
3056                 return 0;
3057
3058         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3059
3060         /*
3061          * Do not even bother to check the largest node if the root
3062          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3063          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3064          */
3065         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3066                 return 0;
3067
3068         /*
3069          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3070          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3071          * pressure
3072          */
3073         do {
3074                 if (next_mz)
3075                         mz = next_mz;
3076                 else
3077                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3078                 if (!mz)
3079                         break;
3080
3081                 nr_scanned = 0;
3082                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3083                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3084                 nr_reclaimed += reclaimed;
3085                 *total_scanned += nr_scanned;
3086                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3087                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3088
3089                 /*
3090                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3091                  * it is time to move on to the next cgroup
3092                  */
3093                 next_mz = NULL;
3094                 if (!reclaimed)
3095                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3096
3097                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3098                 /*
3099                  * One school of thought says that we should not add
3100                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3101                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3102                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3103                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3104                  * term TODO.
3105                  */
3106                 /* If excess == 0, no tree ops */
3107                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3108                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3109                 css_put(&mz->memcg->css);
3110                 loop++;
3111                 /*
3112                  * Could not reclaim anything and there are no more
3113                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3114                  * reclaiming anything.
3115                  */
3116                 if (!nr_reclaimed &&
3117                         (next_mz == NULL ||
3118                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3119                         break;
3120         } while (!nr_reclaimed);
3121         if (next_mz)
3122                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3123         return nr_reclaimed;
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3128  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3129  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3130  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3131  */
3132 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3133 {
3134         bool ret;
3135
3136         rcu_read_lock();
3137         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3138         rcu_read_unlock();
3139         return ret;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3144  *
3145  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3146  */
3147 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3148 {
3149         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3150
3151         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3152         lru_add_drain_all();
3153
3154         drain_all_stock(memcg);
3155
3156         /* try to free all pages in this cgroup */
3157         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3158                 int progress;
3159
3160                 if (signal_pending(current))
3161                         return -EINTR;
3162
3163                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3164                                                         GFP_KERNEL, true);
3165                 if (!progress) {
3166                         nr_retries--;
3167                         /* maybe some writeback is necessary */
3168                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3169                 }
3170
3171         }
3172
3173         return 0;
3174 }
3175
3176 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3177                                             char *buf, size_t nbytes,
3178                                             loff_t off)
3179 {
3180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3181
3182         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3183                 return -EINVAL;
3184         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3185 }
3186
3187 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3188                                      struct cftype *cft)
3189 {
3190         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3191 }
3192
3193 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3194                                       struct cftype *cft, u64 val)
3195 {
3196         int retval = 0;
3197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3198         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3199
3200         if (memcg->use_hierarchy == val)
3201                 return 0;
3202
3203         /*
3204          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3205          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3206          * occur, provided the current cgroup has no children.
3207          *
3208          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3209          * set if there are no children.
3210          */
3211         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3212                                 (val == 1 || val == 0)) {
3213                 if (!memcg_has_children(memcg))
3214                         memcg->use_hierarchy = val;
3215                 else
3216                         retval = -EBUSY;
3217         } else
3218                 retval = -EINVAL;
3219
3220         return retval;
3221 }
3222
3223 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3224 {
3225         unsigned long val;
3226
3227         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3228                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3229                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3230                 if (swap)
3231                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3232         } else {
3233                 if (!swap)
3234                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3235                 else
3236                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3237         }
3238         return val;
3239 }
3240
3241 enum {
3242         RES_USAGE,
3243         RES_LIMIT,
3244         RES_MAX_USAGE,
3245         RES_FAILCNT,
3246         RES_SOFT_LIMIT,
3247 };
3248
3249 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3250                                struct cftype *cft)
3251 {
3252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3253         struct page_counter *counter;
3254
3255         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3256         case _MEM:
3257                 counter = &memcg->memory;
3258                 break;
3259         case _MEMSWAP:
3260                 counter = &memcg->memsw;
3261                 break;
3262         case _KMEM:
3263                 counter = &memcg->kmem;
3264                 break;
3265         case _TCP:
3266                 counter = &memcg->tcpmem;
3267                 break;
3268         default:
3269                 BUG();
3270         }
3271
3272         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3273         case RES_USAGE:
3274                 if (counter == &memcg->memory)
3275                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3276                 if (counter == &memcg->memsw)
3277                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3278                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3279         case RES_LIMIT:
3280                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3281         case RES_MAX_USAGE:
3282                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3283         case RES_FAILCNT:
3284                 return counter->failcnt;
3285         case RES_SOFT_LIMIT:
3286                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3287         default:
3288                 BUG();
3289         }
3290 }
3291
3292 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3293 {
3294         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3295         struct mem_cgroup *mi;
3296         int node, cpu, i;
3297
3298         for_each_online_cpu(cpu)
3299                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3300                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3301
3302         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3303                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3304                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3305
3306         for_each_node(node) {
3307                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3308                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3309
3310                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3311                         stat[i] = 0;
3312
3313                 for_each_online_cpu(cpu)
3314                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3315                                 stat[i] += per_cpu(
3316                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3317
3318                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3319                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3320                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3321         }
3322 }
3323
3324 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3325 {
3326         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3327         struct mem_cgroup *mi;
3328         int cpu, i;
3329
3330         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3331                 events[i] = 0;
3332
3333         for_each_online_cpu(cpu)
3334                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3335                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3336                                              cpu);
3337
3338         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3339                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3340                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3341 }
3342
3343 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3344 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3345 {
3346         int memcg_id;
3347
3348         if (cgroup_memory_nokmem)
3349                 return 0;
3350
3351         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3352         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3353
3354         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3355         if (memcg_id < 0)
3356                 return memcg_id;
3357
3358         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3359         /*
3360          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3361          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3362          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3363          * patched.
3364          */
3365         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3366         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3367         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3368
3369         return 0;
3370 }
3371
3372 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3373 {
3374         struct cgroup_subsys_state *css;
3375         struct mem_cgroup *parent, *child;
3376         int kmemcg_id;
3377
3378         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3379                 return;
3380         /*
3381          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3382          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3383          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3384          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3385          */
3386         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3387
3388         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3389         if (!parent)
3390                 parent = root_mem_cgroup;
3391
3392         /*
3393          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3394          */
3395         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3396
3397         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3398         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3399
3400         /*
3401          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3402          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3403          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3404          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3405          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3406          * memcg_drain_all_list_lrus().
3407          */
3408         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3409         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3410                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3411                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3412                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3413                 if (!memcg->use_hierarchy)
3414                         break;
3415         }
3416         rcu_read_unlock();
3417
3418         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3419
3420         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3421 }
3422
3423 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3424 {
3425         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3426         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3427                 memcg_offline_kmem(memcg);
3428
3429         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3430                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3431                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3432         }
3433 }
3434 #else
3435 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3436 {
3437         return 0;
3438 }
3439 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3440 {
3441 }
3442 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3443 {
3444 }
3445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3446
3447 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3448                                  unsigned long max)
3449 {
3450         int ret;
3451
3452         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3453         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3454         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3455         return ret;
3456 }
3457
3458 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3459 {
3460         int ret;
3461
3462         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3463
3464         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3465         if (ret)
3466                 goto out;
3467
3468         if (!memcg->tcpmem_active) {
3469                 /*
3470                  * The active flag needs to be written after the static_key
3471                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3472                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3473                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3474                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3475                  *
3476                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3477                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3478                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3479                  * yet, we'll lose accounting.
3480                  *
3481                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3482                  * because when this value change, the code to process it is not
3483                  * patched in yet.
3484                  */
3485                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3486                 memcg->tcpmem_active = true;
3487         }
3488 out:
3489         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3490         return ret;
3491 }
3492
3493 /*
3494  * The user of this function is...
3495  * RES_LIMIT.
3496  */
3497 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3498                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3499 {
3500         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3501         unsigned long nr_pages;
3502         int ret;
3503
3504         buf = strstrip(buf);
3505         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3506         if (ret)
3507                 return ret;
3508
3509         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3510         case RES_LIMIT:
3511                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3512                         ret = -EINVAL;
3513                         break;
3514                 }
3515                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3516                 case _MEM:
3517                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3518                         break;
3519                 case _MEMSWAP:
3520                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3521                         break;
3522                 case _KMEM:
3523                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3524                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3525                                      "depend on this functionality.\n");
3526                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3527                         break;
3528                 case _TCP:
3529                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3530                         break;
3531                 }
3532                 break;
3533         case RES_SOFT_LIMIT:
3534                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3535                 ret = 0;
3536                 break;
3537         }
3538         return ret ?: nbytes;
3539 }
3540
3541 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3542                                 size_t nbytes, loff_t off)
3543 {
3544         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3545         struct page_counter *counter;
3546
3547         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3548         case _MEM:
3549                 counter = &memcg->memory;
3550                 break;
3551         case _MEMSWAP:
3552                 counter = &memcg->memsw;
3553                 break;
3554         case _KMEM:
3555                 counter = &memcg->kmem;
3556                 break;
3557         case _TCP:
3558                 counter = &memcg->tcpmem;
3559                 break;
3560         default:
3561                 BUG();
3562         }
3563
3564         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3565         case RES_MAX_USAGE:
3566                 page_counter_reset_watermark(counter);
3567                 break;
3568         case RES_FAILCNT:
3569                 counter->failcnt = 0;
3570                 break;
3571         default:
3572                 BUG();
3573         }
3574
3575         return nbytes;
3576 }
3577
3578 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3579                                         struct cftype *cft)
3580 {
3581         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3582 }
3583
3584 #ifdef CONFIG_MMU
3585 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3586                                         struct cftype *cft, u64 val)
3587 {
3588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3589
3590         if (val & ~MOVE_MASK)
3591                 return -EINVAL;
3592
3593         /*
3594          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3595          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3596          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3597          * affect task migrations starting after the change.
3598          */
3599         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3600         return 0;
3601 }
3602 #else
3603 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3604                                         struct cftype *cft, u64 val)
3605 {
3606         return -ENOSYS;
3607 }
3608 #endif
3609
3610 #ifdef CONFIG_NUMA
3611
3612 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3613 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3614 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3615
3616 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3617                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3618 {
3619         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3620         unsigned long nr = 0;
3621         enum lru_list lru;
3622
3623         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3624
3625         for_each_lru(lru) {
3626                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3627                         continue;
3628                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3629         }
3630         return nr;
3631 }
3632
3633 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3634                                              unsigned int lru_mask)
3635 {
3636         unsigned long nr = 0;
3637         enum lru_list lru;
3638
3639         for_each_lru(lru) {
3640                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3641                         continue;
3642                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3643         }
3644         return nr;
3645 }
3646
3647 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3648 {
3649         struct numa_stat {
3650                 const char *name;
3651                 unsigned int lru_mask;
3652         };
3653
3654         static const struct numa_stat stats[] = {
3655                 { "total", LRU_ALL },
3656                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3657                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3658                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3659         };
3660         const struct numa_stat *stat;
3661         int nid;
3662         unsigned long nr;
3663         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3664
3665         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3666                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3667                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3668                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3669                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3670                                                           stat->lru_mask);
3671                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3672                 }
3673                 seq_putc(m, '\n');
3674         }
3675
3676         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3677                 struct mem_cgroup *iter;
3678
3679                 nr = 0;
3680                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3681                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3682                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3683                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3684                         nr = 0;
3685                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3686                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3687                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3688                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3689                 }
3690                 seq_putc(m, '\n');
3691         }
3692
3693         return 0;
3694 }
3695 #endif /* CONFIG_NUMA */
3696
3697 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3698         MEMCG_CACHE,
3699         MEMCG_RSS,
3700         MEMCG_RSS_HUGE,
3701         NR_SHMEM,
3702         NR_FILE_MAPPED,
3703         NR_FILE_DIRTY,
3704         NR_WRITEBACK,
3705         MEMCG_SWAP,
3706 };
3707
3708 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3709         "cache",
3710         "rss",
3711         "rss_huge",
3712         "shmem",
3713         "mapped_file",
3714         "dirty",
3715         "writeback",
3716         "swap",
3717 };
3718
3719 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3720 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3721         PGPGIN,
3722         PGPGOUT,
3723         PGFAULT,
3724         PGMAJFAULT,
3725 };
3726
3727 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3728 {
3729         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3730         unsigned long memory, memsw;
3731         struct mem_cgroup *mi;
3732         unsigned int i;
3733
3734         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3735
3736         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3737                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3738                         continue;
3739                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3740                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3741                            PAGE_SIZE);
3742         }
3743
3744         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3745                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3746                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3747
3748         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3749                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3750                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3751                            PAGE_SIZE);
3752
3753         /* Hierarchical information */
3754         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3755         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3756                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3757                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3758         }
3759         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3760                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3761         if (do_memsw_account())
3762                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3763                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3764
3765         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3766                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3767                         continue;
3768                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3769                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3770                            PAGE_SIZE);
3771         }
3772
3773         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3774                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3775                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
3776                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3777
3778         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3779                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
3780                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3781                            PAGE_SIZE);
3782
3783 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3784         {
3785                 pg_data_t *pgdat;
3786                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3787                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3788                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3789                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3790
3791                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3792                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3793                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3794
3795                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3796                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3797                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3798                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3799                 }
3800                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3801                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3802                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3803                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3804         }
3805 #endif
3806
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3811                                       struct cftype *cft)
3812 {
3813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3814
3815         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3816 }
3817
3818 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3819                                        struct cftype *cft, u64 val)
3820 {
3821         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3822
3823         if (val > 100)
3824                 return -EINVAL;
3825
3826         if (css->parent)
3827                 memcg->swappiness = val;
3828         else
3829                 vm_swappiness = val;
3830
3831         return 0;
3832 }
3833
3834 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3835 {
3836         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3837         unsigned long usage;
3838         int i;
3839
3840         rcu_read_lock();
3841         if (!swap)
3842                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3843         else
3844                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3845
3846         if (!t)
3847                 goto unlock;
3848
3849         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3850
3851         /*
3852          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3853          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3854          * call of __mem_cgroup_threshold().
3855          */
3856         i = t->current_threshold;
3857
3858         /*
3859          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3860          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3861          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3862          * only one element of the array here.
3863          */
3864         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3865                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3866
3867         /* i = current_threshold + 1 */
3868         i++;
3869
3870         /*
3871          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3872          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3873          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3874          * only one element of the array here.
3875          */
3876         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3877                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3878
3879         /* Update current_threshold */
3880         t->current_threshold = i - 1;
3881 unlock:
3882         rcu_read_unlock();
3883 }
3884
3885 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3886 {
3887         while (memcg) {
3888                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3889                 if (do_memsw_account())
3890                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3891
3892                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3893         }
3894 }
3895
3896 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3897 {
3898         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3899         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3900
3901         if (_a->threshold > _b->threshold)
3902                 return 1;
3903
3904         if (_a->threshold < _b->threshold)
3905                 return -1;
3906
3907         return 0;
3908 }
3909
3910 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3911 {
3912         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3913
3914         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3915
3916         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3917                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3918
3919         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3920         return 0;
3921 }
3922
3923 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3924 {
3925         struct mem_cgroup *iter;
3926
3927         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3928                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3929 }
3930
3931 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3932         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3933 {
3934         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3935         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3936         unsigned long threshold;
3937         unsigned long usage;
3938         int i, size, ret;
3939
3940         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3941         if (ret)
3942                 return ret;
3943
3944         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3945
3946         if (type == _MEM) {
3947                 thresholds = &memcg->thresholds;
3948                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3949         } else if (type == _MEMSWAP) {
3950                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3951                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3952         } else
3953                 BUG();
3954
3955         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3956         if (thresholds->primary)
3957                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3958
3959         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3960
3961         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3962         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3963         if (!new) {
3964                 ret = -ENOMEM;
3965                 goto unlock;
3966         }
3967         new->size = size;
3968
3969         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3970         if (thresholds->primary) {
3971                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3972                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3973         }
3974
3975         /* Add new threshold */
3976         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3977         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3978
3979         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3980         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3981                         compare_thresholds, NULL);
3982
3983         /* Find current threshold */
3984         new->current_threshold = -1;
3985         for (i = 0; i < size; i++) {
3986                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3987                         /*
3988                          * new->current_threshold will not be used until
3989                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3990                          * it here.
3991                          */
3992                         ++new->current_threshold;
3993                 } else
3994                         break;
3995         }
3996
3997         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3998         kfree(thresholds->spare);
3999         thresholds->spare = thresholds->primary;
4000
4001         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4002
4003         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4004         synchronize_rcu();
4005
4006 unlock:
4007         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4008
4009         return ret;
4010 }
4011
4012 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4013         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4014 {
4015         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4016 }
4017
4018 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4019         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4020 {
4021         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4022 }
4023
4024 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4025         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4026 {
4027         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4028         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4029         unsigned long usage;
4030         int i, j, size, entries;
4031
4032         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4033
4034         if (type == _MEM) {
4035                 thresholds = &memcg->thresholds;
4036                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4037         } else if (type == _MEMSWAP) {
4038                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4039                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4040         } else
4041                 BUG();
4042
4043         if (!thresholds->primary)
4044                 goto unlock;
4045
4046         /* Check if a threshold crossed before removing */
4047         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4048
4049         /* Calculate new number of threshold */
4050         size = entries = 0;
4051         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4052                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4053                         size++;
4054                 else
4055                         entries++;
4056         }
4057
4058         new = thresholds->spare;
4059
4060         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4061         if (!entries)
4062                 goto unlock;
4063
4064         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4065         if (!size) {
4066                 kfree(new);
4067                 new = NULL;
4068                 goto swap_buffers;
4069         }
4070
4071         new->size = size;
4072
4073         /* Copy thresholds and find current threshold */
4074         new->current_threshold = -1;
4075         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4076                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4077                         continue;
4078
4079                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4080                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4081                         /*
4082                          * new->current_threshold will not be used
4083                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4084                          * it here.
4085                          */
4086                         ++new->current_threshold;
4087                 }
4088                 j++;
4089         }
4090
4091 swap_buffers:
4092         /* Swap primary and spare array */
4093         thresholds->spare = thresholds->primary;
4094
4095         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4096
4097         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4098         synchronize_rcu();
4099
4100         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4101         if (!new) {
4102                 kfree(thresholds->spare);
4103                 thresholds->spare = NULL;
4104         }
4105 unlock:
4106         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4107 }
4108
4109 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4110         struct eventfd_ctx *eventfd)
4111 {
4112         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4113 }
4114
4115 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4116         struct eventfd_ctx *eventfd)
4117 {
4118         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4119 }
4120
4121 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4122         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4123 {
4124         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4125
4126         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4127         if (!event)
4128                 return -ENOMEM;
4129
4130         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4131
4132         event->eventfd = eventfd;
4133         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4134
4135         /* already in OOM ? */
4136         if (memcg->under_oom)
4137                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4138         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4139
4140         return 0;
4141 }
4142
4143 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4144         struct eventfd_ctx *eventfd)
4145 {
4146         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4147
4148         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4149
4150         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4151                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4152                         list_del(&ev->list);
4153                         kfree(ev);
4154                 }
4155         }
4156
4157         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4158 }
4159
4160 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4161 {
4162         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4163
4164         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4165         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4166         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4167                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4168         return 0;
4169 }
4170
4171 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4172         struct cftype *cft, u64 val)
4173 {
4174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4175
4176         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4177         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4178                 return -EINVAL;
4179
4180         memcg->oom_kill_disable = val;
4181         if (!val)
4182                 memcg_oom_recover(memcg);
4183
4184         return 0;
4185 }
4186
4187 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4188
4189 #include <trace/events/writeback.h>
4190
4191 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4192 {
4193         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4194 }
4195
4196 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4197 {
4198         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4199 }
4200
4201 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4202 {
4203         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4204 }
4205
4206 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4207 {
4208         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4209
4210         if (!memcg->css.parent)
4211                 return NULL;
4212
4213         return &memcg->cgwb_domain;
4214 }
4215
4216 /*
4217  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4218  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4219  */
4220 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4221 {
4222         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4223         int cpu;
4224
4225         for_each_online_cpu(cpu)
4226                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4227         if (x < 0)
4228                 x = 0;
4229         return x;
4230 }
4231
4232 /**
4233  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4234  * @wb: bdi_writeback in question
4235  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4236  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4237  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4238  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4239  *
4240  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4241  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4242  * is a bit more involved.
4243  *
4244  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4245  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4246  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4247  * available memory in the system.  The caller should further cap
4248  * *@pheadroom accordingly.
4249  */
4250 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4251                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4252                          unsigned long *pwriteback)
4253 {
4254         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4255         struct mem_cgroup *parent;
4256
4257         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4258
4259         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4260         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4261         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4262                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4263         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4264
4265         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4266                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4267                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4268
4269                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4270                 memcg = parent;
4271         }
4272 }
4273
4274 /*
4275  * Foreign dirty flushing
4276  *
4277  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4278  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4279  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4280  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4281  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4282  * different cgroups isn't a common use-case.
4283  *
4284  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4285  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4286  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4287  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4288  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4289  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4290  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4291  * make writeback of the dirty pages happen.
4292  *
4293  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4294  * severely throttled after making some progress after each
4295  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4296  * completely idle.
4297  *
4298  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4299  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4300  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4301  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4302  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4303  *
4304  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4305  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4306  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4307  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4308  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4309  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4310  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4311  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4312  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4313  *
4314  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4315  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4316  * records are lockless and racy.
4317  */
4318 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4319                                              struct bdi_writeback *wb)
4320 {
4321         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4322         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4323         u64 now = get_jiffies_64();
4324         u64 oldest_at = now;
4325         int oldest = -1;
4326         int i;
4327
4328         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4329
4330         /*
4331          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4332          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4333          * written out.
4334          */
4335         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4336                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4337                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4338                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4339                         break;
4340                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4341                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4342                         oldest = i;
4343                         oldest_at = frn->at;
4344                 }
4345         }
4346
4347         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4348                 /*
4349                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4350                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4351                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4352                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4353                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4354                  */
4355                 unsigned long update_intv =
4356                         min_t(unsigned long, HZ,
4357                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4358
4359                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4360                         frn->at = now;
4361         } else if (oldest >= 0) {
4362                 /* replace the oldest free one */
4363                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4364                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4365                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4366                 frn->at = now;
4367         }
4368 }
4369
4370 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4371 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4374         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4375         u64 now = jiffies_64;
4376         int i;
4377
4378         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4379                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4380
4381                 /*
4382                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4383                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4384                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4385                  * already one in flight.
4386                  */
4387                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4388                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4389                         frn->at = 0;
4390                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4391                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4392                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4393                                                &frn->done);
4394                 }
4395         }
4396 }
4397
4398 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4399
4400 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4401 {
4402         return 0;
4403 }
4404
4405 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4406 {
4407 }
4408
4409 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4410 {
4411 }
4412
4413 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4414
4415 /*
4416  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4417  *
4418  * "cgroup.event_control" implementation.
4419  *
4420  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4421  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4422  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4423  *
4424  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4425  * possible.
4426  */
4427
4428 /*
4429  * Unregister event and free resources.
4430  *
4431  * Gets called from workqueue.
4432  */
4433 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4434 {
4435         struct mem_cgroup_event *event =
4436                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4437         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4438
4439         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4440
4441         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4442
4443         /* Notify userspace the event is going away. */
4444         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4445
4446         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4447         kfree(event);
4448         css_put(&memcg->css);
4449 }
4450
4451 /*
4452  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4453  *
4454  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4455  */
4456 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4457                             int sync, void *key)
4458 {
4459         struct mem_cgroup_event *event =
4460                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4461         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4462         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4463
4464         if (flags & EPOLLHUP) {
4465                 /*
4466                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4467                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4468                  * for us.
4469                  *
4470                  * We can't race against event freeing since the other
4471                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4472                  * which we hold.
4473                  */
4474                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4475                 if (!list_empty(&event->list)) {
4476                         list_del_init(&event->list);
4477                         /*
4478                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4479                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4480                          */
4481                         schedule_work(&event->remove);
4482                 }
4483                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4484         }
4485
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4490                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4491 {
4492         struct mem_cgroup_event *event =
4493                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4494
4495         event->wqh = wqh;
4496         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4497 }
4498
4499 /*
4500  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4501  *
4502  * Parse input and register new cgroup event handler.
4503  *
4504  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4505  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4506  */
4507 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4508                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4509 {
4510         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4511         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4512         struct mem_cgroup_event *event;
4513         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4514         unsigned int efd, cfd;
4515         struct fd efile;
4516         struct fd cfile;
4517         const char *name;
4518         char *endp;
4519         int ret;
4520
4521         buf = strstrip(buf);
4522
4523         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4524         if (*endp != ' ')
4525                 return -EINVAL;
4526         buf = endp + 1;
4527
4528         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4529         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4530                 return -EINVAL;
4531         buf = endp + 1;
4532
4533         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4534         if (!event)
4535                 return -ENOMEM;
4536
4537         event->memcg = memcg;
4538         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4539         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4540         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4541         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4542
4543         efile = fdget(efd);
4544         if (!efile.file) {
4545                 ret = -EBADF;
4546                 goto out_kfree;
4547         }
4548
4549         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4550         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4551                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4552                 goto out_put_efile;
4553         }
4554
4555         cfile = fdget(cfd);
4556         if (!cfile.file) {
4557                 ret = -EBADF;
4558                 goto out_put_eventfd;
4559         }
4560
4561         /* the process need read permission on control file */
4562         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4563         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4564         if (ret < 0)
4565                 goto out_put_cfile;
4566
4567         /*
4568          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4569          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4570          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4571          * is for compatibility anyway.
4572          *
4573          * DO NOT ADD NEW FILES.
4574          */
4575         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4576
4577         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4578                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4579                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4580         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4581                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4582                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4583         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4584                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4585                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4586         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4587                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4588                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4589         } else {
4590                 ret = -EINVAL;
4591                 goto out_put_cfile;
4592         }
4593
4594         /*
4595          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4596          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4597          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4598          */
4599         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4600                                                &memory_cgrp_subsys);
4601         ret = -EINVAL;
4602         if (IS_ERR(cfile_css))
4603                 goto out_put_cfile;
4604         if (cfile_css != css) {
4605                 css_put(cfile_css);
4606                 goto out_put_cfile;
4607         }
4608
4609         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4610         if (ret)
4611                 goto out_put_css;
4612
4613         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4614
4615         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4616         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4617         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4618
4619         fdput(cfile);
4620         fdput(efile);
4621
4622         return nbytes;
4623
4624 out_put_css:
4625         css_put(css);
4626 out_put_cfile:
4627         fdput(cfile);
4628 out_put_eventfd:
4629         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4630 out_put_efile:
4631         fdput(efile);
4632 out_kfree:
4633         kfree(event);
4634
4635         return ret;
4636 }
4637
4638 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4639         {
4640                 .name = "usage_in_bytes",
4641                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4642                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4643         },
4644         {
4645                 .name = "max_usage_in_bytes",
4646                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4647                 .write = mem_cgroup_reset,
4648                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4649         },
4650         {
4651                 .name = "limit_in_bytes",
4652                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4653                 .write = mem_cgroup_write,
4654                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4655         },
4656         {
4657                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4658                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4659                 .write = mem_cgroup_write,
4660                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4661         },
4662         {
4663                 .name = "failcnt",
4664                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4665                 .write = mem_cgroup_reset,
4666                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4667         },
4668         {
4669                 .name = "stat",
4670                 .seq_show = memcg_stat_show,
4671         },
4672         {
4673                 .name = "force_empty",
4674                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4675         },
4676         {
4677                 .name = "use_hierarchy",
4678                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4679                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4680         },
4681         {
4682                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4683                 .write = memcg_write_event_control,
4684                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "swappiness",
4688                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4689                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4693                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4694                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "oom_control",
4698                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4699                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4700                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4701         },
4702         {
4703                 .name = "pressure_level",
4704         },
4705 #ifdef CONFIG_NUMA
4706         {
4707                 .name = "numa_stat",
4708                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4709         },
4710 #endif
4711         {
4712                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4713                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4714                 .write = mem_cgroup_write,
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4716         },
4717         {
4718                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4719                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4720                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4721         },
4722         {
4723                 .name = "kmem.failcnt",
4724                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4725                 .write = mem_cgroup_reset,
4726                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4727         },
4728         {
4729                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4731                 .write = mem_cgroup_reset,
4732                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4733         },
4734 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4735         {
4736                 .name = "kmem.slabinfo",
4737                 .seq_start = memcg_slab_start,
4738                 .seq_next = memcg_slab_next,
4739                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4740                 .seq_show = memcg_slab_show,
4741         },
4742 #endif
4743         {
4744                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4746                 .write = mem_cgroup_write,
4747                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4748         },
4749         {
4750                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4751                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4752                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4753         },
4754         {
4755                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4756                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4757                 .write = mem_cgroup_reset,
4758                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4759         },
4760         {
4761                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4762                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4763                 .write = mem_cgroup_reset,
4764                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4765         },
4766         { },    /* terminate */
4767 };
4768
4769 /*
4770  * Private memory cgroup IDR
4771  *
4772  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4773  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4774  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4775  * memory-controlled cgroups to 64k.
4776  *
4777  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4778  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4779  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4780  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4781  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4782  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4783  *
4784  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4785  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4786  * when the CSS is offlined.
4787  *
4788  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4789  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4790  * those references are manageable from userspace.
4791  */
4792
4793 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4794
4795 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4796 {
4797         if (memcg->id.id > 0) {
4798                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4799                 memcg->id.id = 0;
4800         }
4801 }
4802
4803 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4804 {
4805         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4806 }
4807
4808 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4809 {
4810         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4811                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4812
4813                 /* Memcg ID pins CSS */
4814                 css_put(&memcg->css);
4815         }
4816 }
4817
4818 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4819 {
4820         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4821 }
4822
4823 /**
4824  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4825  * @id: the memcg id to look up
4826  *
4827  * Caller must hold rcu_read_lock().
4828  */
4829 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4830 {
4831         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4832         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4833 }
4834
4835 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4836 {
4837         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4838         int tmp = node;
4839         /*
4840          * This routine is called against possible nodes.
4841          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4842          *
4843          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4844          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4845          *       function.
4846          */
4847         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4848                 tmp = -1;
4849         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4850         if (!pn)
4851                 return 1;
4852
4853         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4854         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4855                 kfree(pn);
4856                 return 1;
4857         }
4858
4859         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4860         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4861                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4862                 kfree(pn);
4863                 return 1;
4864         }
4865
4866         lruvec_init(&pn->lruvec);
4867         pn->usage_in_excess = 0;
4868         pn->on_tree = false;
4869         pn->memcg = memcg;
4870
4871         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4872         return 0;
4873 }
4874
4875 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4876 {
4877         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4878
4879         if (!pn)
4880                 return;
4881
4882         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4883         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4884         kfree(pn);
4885 }
4886
4887 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4888 {
4889         int node;
4890
4891         for_each_node(node)
4892                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4893         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4894         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4895         kfree(memcg);
4896 }
4897
4898 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4899 {
4900         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4901         /*
4902          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
4903          * on parent's and all ancestor levels.
4904          */
4905         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
4906         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
4907         __mem_cgroup_free(memcg);
4908 }
4909
4910 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4911 {
4912         struct mem_cgroup *memcg;
4913         unsigned int size;
4914         int node;
4915         int __maybe_unused i;
4916
4917         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4918         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4919
4920         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4921         if (!memcg)
4922                 return NULL;
4923
4924         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4925                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4926                                  GFP_KERNEL);
4927         if (memcg->id.id < 0)
4928                 goto fail;
4929
4930         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4931         if (!memcg->vmstats_local)
4932                 goto fail;
4933
4934         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4935         if (!memcg->vmstats_percpu)
4936                 goto fail;
4937
4938         for_each_node(node)
4939                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4940                         goto fail;
4941
4942         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4943                 goto fail;
4944
4945         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4946         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4947         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4948         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4949         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4950         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4951         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4952         memcg->socket_pressure = jiffies;
4953 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4954         memcg->kmemcg_id = -1;
4955 #endif
4956 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4957         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4958         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
4959                 memcg->cgwb_frn[i].done =
4960                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
4961 #endif
4962 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4963         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
4964         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
4965         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
4966 #endif
4967         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4968         return memcg;
4969 fail:
4970         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4971         __mem_cgroup_free(memcg);
4972         return NULL;
4973 }
4974
4975 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4976 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4977 {
4978         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4979         struct mem_cgroup *memcg;
4980         long error = -ENOMEM;
4981
4982         memcg = mem_cgroup_alloc();
4983         if (!memcg)
4984                 return ERR_PTR(error);
4985
4986         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4987         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4988         if (parent) {
4989                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4990                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4991         }
4992         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4993                 memcg->use_hierarchy = true;
4994                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4995                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4996                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4997                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4998                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4999         } else {
5000                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5001                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5002                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5003                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5004                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5005                 /*
5006                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5007                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5008                  * unfortunate state in our controller.
5009                  */
5010                 if (parent != root_mem_cgroup)
5011                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5012         }
5013
5014         /* The following stuff does not apply to the root */
5015         if (!parent) {
5016 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5017                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5018 #endif
5019                 root_mem_cgroup = memcg;
5020                 return &memcg->css;
5021         }
5022
5023         error = memcg_online_kmem(memcg);
5024         if (error)
5025                 goto fail;
5026
5027         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5028                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5029
5030         return &memcg->css;
5031 fail:
5032         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5033         mem_cgroup_free(memcg);
5034         return ERR_PTR(-ENOMEM);
5035 }
5036
5037 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5038 {
5039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5040
5041         /*
5042          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5043          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5044          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5045          */
5046         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5047                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5048                 return -ENOMEM;
5049         }
5050
5051         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5052         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5053         css_get(css);
5054         return 0;
5055 }
5056
5057 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5058 {
5059         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5060         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5061
5062         /*
5063          * Unregister events and notify userspace.
5064          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5065          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5066          */
5067         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5068         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5069                 list_del_init(&event->list);
5070                 schedule_work(&event->remove);
5071         }
5072         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5073
5074         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5075         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5076
5077         memcg_offline_kmem(memcg);
5078         wb_memcg_offline(memcg);
5079
5080         drain_all_stock(memcg);
5081
5082         mem_cgroup_id_put(memcg);
5083 }
5084
5085 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5086 {
5087         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5088
5089         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5090 }
5091
5092 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5093 {
5094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5095         int __maybe_unused i;
5096
5097 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5098         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5099                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5100 #endif
5101         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5102                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5103
5104         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5105                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5106
5107         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5108         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5109         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5110         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5111         memcg_free_kmem(memcg);
5112         mem_cgroup_free(memcg);
5113 }
5114
5115 /**
5116  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5117  * @css: the target css
5118  *
5119  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5120  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5121  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5122  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5123  * made visible again.
5124  *
5125  * The current implementation only resets the essential configurations.
5126  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5127  */
5128 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5129 {
5130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5131
5132         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5133         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5134         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5135         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5136         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5137         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5138         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5139         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5140         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5141         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5142 }
5143
5144 #ifdef CONFIG_MMU
5145 /* Handlers for move charge at task migration. */
5146 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5147 {
5148         int ret;
5149
5150         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5151         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5152         if (!ret) {
5153                 mc.precharge += count;
5154                 return ret;
5155         }
5156
5157         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5158         while (count--) {
5159                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5160                 if (ret)
5161                         return ret;
5162                 mc.precharge++;
5163                 cond_resched();
5164         }
5165         return 0;
5166 }
5167
5168 union mc_target {
5169         struct page     *page;
5170         swp_entry_t     ent;
5171 };
5172
5173 enum mc_target_type {
5174         MC_TARGET_NONE = 0,
5175         MC_TARGET_PAGE,
5176         MC_TARGET_SWAP,
5177         MC_TARGET_DEVICE,
5178 };
5179
5180 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5181                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5182 {
5183         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5184
5185         if (!page || !page_mapped(page))
5186                 return NULL;
5187         if (PageAnon(page)) {
5188                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5189                         return NULL;
5190         } else {
5191                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5192                         return NULL;
5193         }
5194         if (!get_page_unless_zero(page))
5195                 return NULL;
5196
5197         return page;
5198 }
5199
5200 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5201 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5202                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5203 {
5204         struct page *page = NULL;
5205         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5206
5207         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5208                 return NULL;
5209
5210         /*
5211          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5212          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5213          * as special swap entry in the CPU page table.
5214          */
5215         if (is_device_private_entry(ent)) {
5216                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5217                 /*
5218                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5219                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5220                  */
5221                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5222                         return NULL;
5223                 return page;
5224         }
5225
5226         /*
5227          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5228          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5229          */
5230         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5231         if (do_memsw_account())
5232                 entry->val = ent.val;
5233
5234         return page;
5235 }
5236 #else
5237 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5238                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5239 {
5240         return NULL;
5241 }
5242 #endif
5243
5244 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5245                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5246 {
5247         struct page *page = NULL;
5248         struct address_space *mapping;
5249         pgoff_t pgoff;
5250
5251         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5252                 return NULL;
5253         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5254                 return NULL;
5255
5256         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5257         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5258
5259         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5260 #ifdef CONFIG_SWAP
5261         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5262         if (shmem_mapping(mapping)) {
5263                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5264                 if (xa_is_value(page)) {
5265                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5266                         if (do_memsw_account())
5267                                 *entry = swp;
5268                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5269                                              swp_offset(swp));
5270                 }
5271         } else
5272                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5273 #else
5274         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5275 #endif
5276         return page;
5277 }
5278
5279 /**
5280  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5281  * @page: the page
5282  * @compound: charge the page as compound or small page
5283  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5284  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5285  *
5286  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5287  *
5288  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5289  * from old cgroup.
5290  */
5291 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5292                                    bool compound,
5293                                    struct mem_cgroup *from,
5294                                    struct mem_cgroup *to)
5295 {
5296         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5297         struct pglist_data *pgdat;
5298         unsigned long flags;
5299         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5300         int ret;
5301         bool anon;
5302
5303         VM_BUG_ON(from == to);
5304         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5305         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5306
5307         /*
5308          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5309          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5310          */
5311         ret = -EBUSY;
5312         if (!trylock_page(page))
5313                 goto out;
5314
5315         ret = -EINVAL;
5316         if (page->mem_cgroup != from)
5317                 goto out_unlock;
5318
5319         anon = PageAnon(page);
5320
5321         pgdat = page_pgdat(page);
5322         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5323         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5324
5325         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5326
5327         if (!anon && page_mapped(page)) {
5328                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5329                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5330         }
5331
5332         /*
5333          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5334          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5335          * So mapping should be stable for dirty pages.
5336          */
5337         if (!anon && PageDirty(page)) {
5338                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5339
5340                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5341                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5342                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5343                 }
5344         }
5345
5346         if (PageWriteback(page)) {
5347                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5348                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5349         }
5350
5351         /*
5352          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5353          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5354          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5355          */
5356
5357         /* caller should have done css_get */
5358         page->mem_cgroup = to;
5359
5360         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5361
5362         ret = 0;
5363
5364         local_irq_disable();
5365         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5366         memcg_check_events(to, page);
5367         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5368         memcg_check_events(from, page);
5369         local_irq_enable();
5370 out_unlock:
5371         unlock_page(page);
5372 out:
5373         return ret;
5374 }
5375
5376 /**
5377  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5378  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5379  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5380  * @ptent: the pte to be checked
5381  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5382  *
5383  * Returns
5384  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5385  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5386  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5387  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5388  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5389  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5390  *     in target->ent.
5391  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5392  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5393  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5394  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5395  *     regular page.
5396  *
5397  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5398  *
5399  * Called with pte lock held.
5400  */
5401
5402 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5403                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5404 {
5405         struct page *page = NULL;
5406         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5407         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5408
5409         if (pte_present(ptent))
5410                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5411         else if (is_swap_pte(ptent))
5412                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5413         else if (pte_none(ptent))
5414                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5415
5416         if (!page && !ent.val)
5417                 return ret;
5418         if (page) {
5419                 /*
5420                  * Do only loose check w/o serialization.
5421                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5422                  * not under LRU exclusion.
5423                  */
5424                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5425                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5426                         if (is_device_private_page(page))
5427                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5428                         if (target)
5429                                 target->page = page;
5430                 }
5431                 if (!ret || !target)
5432                         put_page(page);
5433         }
5434         /*
5435          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5436          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5437          */
5438         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5439             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5440                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5441                 if (target)
5442                         target->ent = ent;
5443         }
5444         return ret;
5445 }
5446
5447 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5448 /*
5449  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5450  * not support them for now.
5451  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5452  */
5453 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5454                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5455 {
5456         struct page *page = NULL;
5457         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5458
5459         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5460                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5461                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5462                 return ret;
5463         }
5464         page = pmd_page(pmd);
5465         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5466         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5467                 return ret;
5468         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5469                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5470                 if (target) {
5471                         get_page(page);
5472                         target->page = page;
5473                 }
5474         }
5475         return ret;
5476 }
5477 #else
5478 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5479                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5480 {
5481         return MC_TARGET_NONE;
5482 }
5483 #endif
5484
5485 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5486                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5487                                         struct mm_walk *walk)
5488 {
5489         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5490         pte_t *pte;
5491         spinlock_t *ptl;
5492
5493         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5494         if (ptl) {
5495                 /*
5496                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5497                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5498                  * this might change.
5499                  */
5500                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5501                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5502                 spin_unlock(ptl);
5503                 return 0;
5504         }
5505
5506         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5507                 return 0;
5508         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5509         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5510                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5511                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5512         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5513         cond_resched();
5514
5515         return 0;
5516 }
5517
5518 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5519         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5520 };
5521
5522 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5523 {
5524         unsigned long precharge;
5525
5526         down_read(&mm->mmap_sem);
5527         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5528         up_read(&mm->mmap_sem);
5529
5530         precharge = mc.precharge;
5531         mc.precharge = 0;
5532
5533         return precharge;
5534 }
5535
5536 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5537 {
5538         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5539
5540         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5541         mc.moving_task = current;
5542         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5543 }
5544
5545 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5546 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5547 {
5548         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5549         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5550
5551         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5552         if (mc.precharge) {
5553                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5554                 mc.precharge = 0;
5555         }
5556         /*
5557          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5558          * we must uncharge here.
5559          */
5560         if (mc.moved_charge) {
5561                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5562                 mc.moved_charge = 0;
5563         }
5564         /* we must fixup refcnts and charges */
5565         if (mc.moved_swap) {
5566                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5567                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5568                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5569
5570                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5571
5572                 /*
5573                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5574                  * should uncharge to->memory.
5575                  */
5576                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5577                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5578
5579                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5580                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5581
5582                 mc.moved_swap = 0;
5583         }
5584         memcg_oom_recover(from);
5585         memcg_oom_recover(to);
5586         wake_up_all(&mc.waitq);
5587 }
5588
5589 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5590 {
5591         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5592
5593         /*
5594          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5595          * task migration.
5596          */
5597         mc.moving_task = NULL;
5598         __mem_cgroup_clear_mc();
5599         spin_lock(&mc.lock);
5600         mc.from = NULL;
5601         mc.to = NULL;
5602         mc.mm = NULL;
5603         spin_unlock(&mc.lock);
5604
5605         mmput(mm);
5606 }
5607
5608 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5609 {
5610         struct cgroup_subsys_state *css;
5611         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5612         struct mem_cgroup *from;
5613         struct task_struct *leader, *p;
5614         struct mm_struct *mm;
5615         unsigned long move_flags;
5616         int ret = 0;
5617
5618         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5619         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5620                 return 0;
5621
5622         /*
5623          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5624          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5625          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5626          * multiple.
5627          */
5628         p = NULL;
5629         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5630                 WARN_ON_ONCE(p);
5631                 p = leader;
5632                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5633         }
5634         if (!p)
5635                 return 0;
5636
5637         /*
5638          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5639          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5640          * So we need to save it, and keep it going.
5641          */
5642         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5643         if (!move_flags)
5644                 return 0;
5645
5646         from = mem_cgroup_from_task(p);
5647
5648         VM_BUG_ON(from == memcg);
5649
5650         mm = get_task_mm(p);
5651         if (!mm)
5652                 return 0;
5653         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5654         if (mm->owner == p) {
5655                 VM_BUG_ON(mc.from);
5656                 VM_BUG_ON(mc.to);
5657                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5658                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5659                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5660
5661                 spin_lock(&mc.lock);
5662                 mc.mm = mm;
5663                 mc.from = from;
5664                 mc.to = memcg;
5665                 mc.flags = move_flags;
5666                 spin_unlock(&mc.lock);
5667                 /* We set mc.moving_task later */
5668
5669                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5670                 if (ret)
5671                         mem_cgroup_clear_mc();
5672         } else {
5673                 mmput(mm);
5674         }
5675         return ret;
5676 }
5677
5678 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5679 {
5680         if (mc.to)
5681                 mem_cgroup_clear_mc();
5682 }
5683
5684 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5685                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5686                                 struct mm_walk *walk)
5687 {
5688         int ret = 0;
5689         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5690         pte_t *pte;
5691         spinlock_t *ptl;
5692         enum mc_target_type target_type;
5693         union mc_target target;
5694         struct page *page;
5695
5696         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5697         if (ptl) {
5698                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5699                         spin_unlock(ptl);
5700                         return 0;
5701                 }
5702                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5703                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5704                         page = target.page;
5705                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5706                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5707                                                              mc.from, mc.to)) {
5708                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5709                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5710                                 }
5711                                 putback_lru_page(page);
5712                         }
5713                         put_page(page);
5714                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5715                         page = target.page;
5716                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5717                                                      mc.from, mc.to)) {
5718                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5719                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5720                         }
5721                         put_page(page);
5722                 }
5723                 spin_unlock(ptl);
5724                 return 0;
5725         }
5726
5727         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5728                 return 0;
5729 retry:
5730         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5731         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5732                 pte_t ptent = *(pte++);
5733                 bool device = false;
5734                 swp_entry_t ent;
5735
5736                 if (!mc.precharge)
5737                         break;
5738
5739                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5740                 case MC_TARGET_DEVICE:
5741                         device = true;
5742                         /* fall through */
5743                 case MC_TARGET_PAGE:
5744                         page = target.page;
5745                         /*
5746                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5747                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5748                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5749                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5750                          */
5751                         if (PageTransCompound(page))
5752                                 goto put;
5753                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5754                                 goto put;
5755                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5756                                                 mc.from, mc.to)) {
5757                                 mc.precharge--;
5758                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5759                                 mc.moved_charge++;
5760                         }
5761                         if (!device)
5762                                 putback_lru_page(page);
5763 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5764                         put_page(page);
5765                         break;
5766                 case MC_TARGET_SWAP:
5767                         ent = target.ent;
5768                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5769                                 mc.precharge--;
5770                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5771                                 mc.moved_swap++;
5772                         }
5773                         break;
5774                 default:
5775                         break;
5776                 }
5777         }
5778         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5779         cond_resched();
5780
5781         if (addr != end) {
5782                 /*
5783                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5784                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5785                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5786                  * phase.
5787                  */
5788                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5789                 if (!ret)
5790                         goto retry;
5791         }
5792
5793         return ret;
5794 }
5795
5796 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
5797         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5798 };
5799
5800 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5801 {
5802         lru_add_drain_all();
5803         /*
5804          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5805          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5806          * for already started RCU-only updates to finish.
5807          */
5808         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5809         synchronize_rcu();
5810 retry:
5811         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5812                 /*
5813                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5814                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5815                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5816                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5817                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5818                  */
5819                 __mem_cgroup_clear_mc();
5820                 cond_resched();
5821                 goto retry;
5822         }
5823         /*
5824          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5825          * additional charge, the page walk just aborts.
5826          */
5827         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
5828                         NULL);
5829
5830         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5831         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5832 }
5833
5834 static void mem_cgroup_move_task(void)
5835 {
5836         if (mc.to) {
5837                 mem_cgroup_move_charge();
5838                 mem_cgroup_clear_mc();
5839         }
5840 }
5841 #else   /* !CONFIG_MMU */
5842 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5843 {
5844         return 0;
5845 }
5846 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5847 {
5848 }
5849 static void mem_cgroup_move_task(void)
5850 {
5851 }
5852 #endif
5853
5854 /*
5855  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5856  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5857  * attempt.
5858  */
5859 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5860 {
5861         /*
5862          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5863          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5864          * on for the root memcg is enough.
5865          */
5866         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5867                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5868         else
5869                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5870 }
5871
5872 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5873 {
5874         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5875                 seq_puts(m, "max\n");
5876         else
5877                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5878
5879         return 0;
5880 }
5881
5882 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5883                                struct cftype *cft)
5884 {
5885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5886
5887         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5888 }
5889
5890 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5891 {
5892         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5893                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5894 }
5895
5896 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5897                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5898 {
5899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5900         unsigned long min;
5901         int err;
5902
5903         buf = strstrip(buf);
5904         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5905         if (err)
5906                 return err;
5907
5908         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5909
5910         return nbytes;
5911 }
5912
5913 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5914 {
5915         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5916                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5917 }
5918
5919 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5920                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5921 {
5922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5923         unsigned long low;
5924         int err;
5925
5926         buf = strstrip(buf);
5927         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5928         if (err)
5929                 return err;
5930
5931         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5932
5933         return nbytes;
5934 }
5935
5936 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5937 {
5938         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5939 }
5940
5941 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5942                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5943 {
5944         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5945         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5946         bool drained = false;
5947         unsigned long high;
5948         int err;
5949
5950         buf = strstrip(buf);
5951         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5952         if (err)
5953                 return err;
5954
5955         memcg->high = high;
5956
5957         for (;;) {
5958                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5959                 unsigned long reclaimed;
5960
5961                 if (nr_pages <= high)
5962                         break;
5963
5964                 if (signal_pending(current))
5965                         break;
5966
5967                 if (!drained) {
5968                         drain_all_stock(memcg);
5969                         drained = true;
5970                         continue;
5971                 }
5972
5973                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5974                                                          GFP_KERNEL, true);
5975
5976                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
5977                         break;
5978         }
5979
5980         return nbytes;
5981 }
5982
5983 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5984 {
5985         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5986                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5987 }
5988
5989 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5990                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5991 {
5992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5993         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5994         bool drained = false;
5995         unsigned long max;
5996         int err;
5997
5998         buf = strstrip(buf);
5999         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6000         if (err)
6001                 return err;
6002
6003         xchg(&memcg->memory.max, max);
6004
6005         for (;;) {
6006                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6007
6008                 if (nr_pages <= max)
6009                         break;
6010
6011                 if (signal_pending(current))
6012                         break;
6013
6014                 if (!drained) {
6015                         drain_all_stock(memcg);
6016                         drained = true;
6017                         continue;
6018                 }
6019
6020                 if (nr_reclaims) {
6021                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6022                                                           GFP_KERNEL, true))
6023                                 nr_reclaims--;
6024                         continue;
6025                 }
6026
6027                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6028                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6029                         break;
6030         }
6031
6032         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6033         return nbytes;
6034 }
6035
6036 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6037 {
6038         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6039         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6040         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6041         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6042         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6043                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6044 }
6045
6046 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6047 {
6048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6049
6050         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6051         return 0;
6052 }
6053
6054 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6055 {
6056         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6057
6058         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6059         return 0;
6060 }
6061
6062 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6063 {
6064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6065         char *buf;
6066
6067         buf = memory_stat_format(memcg);
6068         if (!buf)
6069                 return -ENOMEM;
6070         seq_puts(m, buf);
6071         kfree(buf);
6072         return 0;
6073 }
6074
6075 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6076 {
6077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6078
6079         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6080
6081         return 0;
6082 }
6083
6084 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6085                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6086 {
6087         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6088         int ret, oom_group;
6089
6090         buf = strstrip(buf);
6091         if (!buf)
6092                 return -EINVAL;
6093
6094         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6095         if (ret)
6096                 return ret;
6097
6098         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6099                 return -EINVAL;
6100
6101         memcg->oom_group = oom_group;
6102
6103         return nbytes;
6104 }
6105
6106 static struct cftype memory_files[] = {
6107         {
6108                 .name = "current",
6109                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6110                 .read_u64 = memory_current_read,
6111         },
6112         {
6113                 .name = "min",
6114                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6115                 .seq_show = memory_min_show,
6116                 .write = memory_min_write,
6117         },
6118         {
6119                 .name = "low",
6120                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6121                 .seq_show = memory_low_show,
6122                 .write = memory_low_write,
6123         },
6124         {
6125                 .name = "high",
6126                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6127                 .seq_show = memory_high_show,
6128                 .write = memory_high_write,
6129         },
6130         {
6131                 .name = "max",
6132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6133                 .seq_show = memory_max_show,
6134                 .write = memory_max_write,
6135         },
6136         {
6137                 .name = "events",
6138                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6139                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6140                 .seq_show = memory_events_show,
6141         },
6142         {
6143                 .name = "events.local",
6144                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6145                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6146                 .seq_show = memory_events_local_show,
6147         },
6148         {
6149                 .name = "stat",
6150                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6151                 .seq_show = memory_stat_show,
6152         },
6153         {
6154                 .name = "oom.group",
6155                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6156                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6157                 .write = memory_oom_group_write,
6158         },
6159         { }     /* terminate */
6160 };
6161
6162 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6163         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6164         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6165         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6166         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6167         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6168         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6169         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6170         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6171         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6172         .bind = mem_cgroup_bind,
6173         .dfl_cftypes = memory_files,
6174         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6175         .early_init = 0,
6176 };
6177
6178 /**
6179  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6180  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6181  * @memcg: the memory cgroup to check
6182  *
6183  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6184  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6185  *
6186  * Returns one of the following:
6187  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6188  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6189  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6190  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6191  *
6192  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6193  *
6194  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6195  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6196  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6197  *
6198  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6199  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6200  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6201  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6202  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6203  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6204  * protected memory.
6205  *
6206  *                                             low_usage
6207  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6208  *                                        siblings_low_usage
6209  *
6210  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6211  * low_usage = |
6212  *             | 0, otherwise.
6213  *
6214  *
6215  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6216  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6217  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6218  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6219  * distribution.
6220  *
6221  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6222  *
6223  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6224  *    //\\
6225  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6226  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6227  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6228  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6229  *
6230  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6231  * is expected (approximately):
6232  *
6233  *     A/memory.current = 2G
6234  *
6235  *     B/memory.current = 1.3G
6236  *     C/memory.current = 0.6G
6237  *     D/memory.current = 0
6238  *     E/memory.current = 0
6239  *
6240  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6241  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6242  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6243  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6244  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6245  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6246  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6247  */
6248 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6249                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6250 {
6251         struct mem_cgroup *parent;
6252         unsigned long emin, parent_emin;
6253         unsigned long elow, parent_elow;
6254         unsigned long usage;
6255
6256         if (mem_cgroup_disabled())
6257                 return MEMCG_PROT_NONE;
6258
6259         if (!root)
6260                 root = root_mem_cgroup;
6261         if (memcg == root)
6262                 return MEMCG_PROT_NONE;
6263
6264         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6265         if (!usage)
6266                 return MEMCG_PROT_NONE;
6267
6268         emin = memcg->memory.min;
6269         elow = memcg->memory.low;
6270
6271         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6272         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6273         if (!parent)
6274                 return MEMCG_PROT_NONE;
6275
6276         if (parent == root)
6277                 goto exit;
6278
6279         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6280         emin = min(emin, parent_emin);
6281         if (emin && parent_emin) {
6282                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6283
6284                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6285                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6286                         &parent->memory.children_min_usage);
6287
6288                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6289                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6290                                    siblings_min_usage);
6291         }
6292
6293         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6294         elow = min(elow, parent_elow);
6295         if (elow && parent_elow) {
6296                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6297
6298                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6299                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6300                         &parent->memory.children_low_usage);
6301
6302                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6303                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6304                                    siblings_low_usage);
6305         }
6306
6307 exit:
6308         memcg->memory.emin = emin;
6309         memcg->memory.elow = elow;
6310
6311         if (usage <= emin)
6312                 return MEMCG_PROT_MIN;
6313         else if (usage <= elow)
6314                 return MEMCG_PROT_LOW;
6315         else
6316                 return MEMCG_PROT_NONE;
6317 }
6318
6319 /**
6320  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6321  * @page: page to charge
6322  * @mm: mm context of the victim
6323  * @gfp_mask: reclaim mode
6324  * @memcgp: charged memcg return
6325  * @compound: charge the page as compound or small page
6326  *
6327  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6328  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6329  *
6330  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6331  * Otherwise, an error code is returned.
6332  *
6333  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6334  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6335  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6336  */
6337 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6338                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6339                           bool compound)
6340 {
6341         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6342         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6343         int ret = 0;
6344
6345         if (mem_cgroup_disabled())
6346                 goto out;
6347
6348         if (PageSwapCache(page)) {
6349                 /*
6350                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6351                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6352                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6353                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6354                  * in turn serializes uncharging.
6355                  */
6356                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6357                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6358                         goto out;
6359
6360                 if (do_swap_account) {
6361                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6362                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6363
6364                         rcu_read_lock();
6365                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6366                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6367                                 memcg = NULL;
6368                         rcu_read_unlock();
6369                 }
6370         }
6371
6372         if (!memcg)
6373                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6374
6375         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6376
6377         css_put(&memcg->css);
6378 out:
6379         *memcgp = memcg;
6380         return ret;
6381 }
6382
6383 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6384                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6385                           bool compound)
6386 {
6387         struct mem_cgroup *memcg;
6388         int ret;
6389
6390         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6391         memcg = *memcgp;
6392         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6393         return ret;
6394 }
6395
6396 /**
6397  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6398  * @page: page to charge
6399  * @memcg: memcg to charge the page to
6400  * @lrucare: page might be on LRU already
6401  * @compound: charge the page as compound or small page
6402  *
6403  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6404  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6405  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6406  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6407  *
6408  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6409  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6410  *
6411  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6412  */
6413 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6414                               bool lrucare, bool compound)
6415 {
6416         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6417
6418         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6419         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6420
6421         if (mem_cgroup_disabled())
6422                 return;
6423         /*
6424          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6425          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6426          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6427          */
6428         if (!memcg)
6429                 return;
6430
6431         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6432
6433         local_irq_disable();
6434         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6435         memcg_check_events(memcg, page);
6436         local_irq_enable();
6437
6438         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6439                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6440                 /*
6441                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6442                  * let's not wait for it.  The page already received a
6443                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6444                  */
6445                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6446         }
6447 }
6448
6449 /**
6450  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6451  * @page: page to charge
6452  * @memcg: memcg to charge the page to
6453  * @compound: charge the page as compound or small page
6454  *
6455  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6456  */
6457 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6458                 bool compound)
6459 {
6460         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6461
6462         if (mem_cgroup_disabled())
6463                 return;
6464         /*
6465          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6466          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6467          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6468          */
6469         if (!memcg)
6470                 return;
6471
6472         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6473 }
6474
6475 struct uncharge_gather {
6476         struct mem_cgroup *memcg;
6477         unsigned long pgpgout;
6478         unsigned long nr_anon;
6479         unsigned long nr_file;
6480         unsigned long nr_kmem;
6481         unsigned long nr_huge;
6482         unsigned long nr_shmem;
6483         struct page *dummy_page;
6484 };
6485
6486 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6487 {
6488         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6489 }
6490
6491 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6492 {
6493         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6494         unsigned long flags;
6495
6496         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6497                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6498                 if (do_memsw_account())
6499                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6500                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6501                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6502                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6503         }
6504
6505         local_irq_save(flags);
6506         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6507         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6508         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6509         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6510         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6511         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6512         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6513         local_irq_restore(flags);
6514
6515         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6516                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6517 }
6518
6519 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6520 {
6521         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6522         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6523                         !PageHWPoison(page) , page);
6524
6525         if (!page->mem_cgroup)
6526                 return;
6527
6528         /*
6529          * Nobody should be changing or seriously looking at
6530          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6531          * exclusive access to the page.
6532          */
6533
6534         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6535                 if (ug->memcg) {
6536                         uncharge_batch(ug);
6537                         uncharge_gather_clear(ug);
6538                 }
6539                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6540         }
6541
6542         if (!PageKmemcg(page)) {
6543                 unsigned int nr_pages = 1;
6544
6545                 if (PageTransHuge(page)) {
6546                         nr_pages = compound_nr(page);
6547                         ug->nr_huge += nr_pages;
6548                 }
6549                 if (PageAnon(page))
6550                         ug->nr_anon += nr_pages;
6551                 else {
6552                         ug->nr_file += nr_pages;
6553                         if (PageSwapBacked(page))
6554                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6555                 }
6556                 ug->pgpgout++;
6557         } else {
6558                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6559                 __ClearPageKmemcg(page);
6560         }
6561
6562         ug->dummy_page = page;
6563         page->mem_cgroup = NULL;
6564 }
6565
6566 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6567 {
6568         struct uncharge_gather ug;
6569         struct list_head *next;
6570
6571         uncharge_gather_clear(&ug);
6572
6573         /*
6574          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6575          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6576          */
6577         next = page_list->next;
6578         do {
6579                 struct page *page;
6580
6581                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6582                 next = page->lru.next;
6583
6584                 uncharge_page(page, &ug);
6585         } while (next != page_list);
6586
6587         if (ug.memcg)
6588                 uncharge_batch(&ug);
6589 }
6590
6591 /**
6592  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6593  * @page: page to uncharge
6594  *
6595  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6596  * mem_cgroup_commit_charge().
6597  */
6598 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6599 {
6600         struct uncharge_gather ug;
6601
6602         if (mem_cgroup_disabled())
6603                 return;
6604
6605         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6606         if (!page->mem_cgroup)
6607                 return;
6608
6609         uncharge_gather_clear(&ug);
6610         uncharge_page(page, &ug);
6611         uncharge_batch(&ug);
6612 }
6613
6614 /**
6615  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6616  * @page_list: list of pages to uncharge
6617  *
6618  * Uncharge a list of pages previously charged with
6619  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6620  */
6621 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6622 {
6623         if (mem_cgroup_disabled())
6624                 return;
6625
6626         if (!list_empty(page_list))
6627                 uncharge_list(page_list);
6628 }
6629
6630 /**
6631  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6632  * @oldpage: currently circulating page
6633  * @newpage: replacement page
6634  *
6635  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6636  * be uncharged upon free.
6637  *
6638  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6639  */
6640 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6641 {
6642         struct mem_cgroup *memcg;
6643         unsigned int nr_pages;
6644         unsigned long flags;
6645
6646         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6647         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6648         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6649         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6650                        newpage);
6651
6652         if (mem_cgroup_disabled())
6653                 return;
6654
6655         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6656         if (newpage->mem_cgroup)
6657                 return;
6658
6659         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6660         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6661         if (!memcg)
6662                 return;
6663
6664         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6665         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
6666
6667         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6668         if (do_memsw_account())
6669                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6670         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6671
6672         commit_charge(newpage, memcg, false);
6673
6674         local_irq_save(flags);
6675         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, PageTransHuge(newpage),
6676                         nr_pages);
6677         memcg_check_events(memcg, newpage);
6678         local_irq_restore(flags);
6679 }
6680
6681 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6682 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6683
6684 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6685 {
6686         struct mem_cgroup *memcg;
6687
6688         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6689                 return;
6690
6691         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6692         if (in_interrupt())
6693                 return;
6694
6695         rcu_read_lock();
6696         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6697         if (memcg == root_mem_cgroup)
6698                 goto out;
6699         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6700                 goto out;
6701         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6702                 sk->sk_memcg = memcg;
6703 out:
6704         rcu_read_unlock();
6705 }
6706
6707 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6708 {
6709         if (sk->sk_memcg)
6710                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6711 }
6712
6713 /**
6714  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6715  * @memcg: memcg to charge
6716  * @nr_pages: number of pages to charge
6717  *
6718  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6719  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6720  */
6721 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6722 {
6723         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6724
6725         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6726                 struct page_counter *fail;
6727
6728                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6729                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6730                         return true;
6731                 }
6732                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6733                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6734                 return false;
6735         }
6736
6737         /* Don't block in the packet receive path */
6738         if (in_softirq())
6739                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6740
6741         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6742
6743         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6744                 return true;
6745
6746         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6747         return false;
6748 }
6749
6750 /**
6751  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6752  * @memcg: memcg to uncharge
6753  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6754  */
6755 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6756 {
6757         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6758                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6759                 return;
6760         }
6761
6762         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6763
6764         refill_stock(memcg, nr_pages);
6765 }
6766
6767 static int __init cgroup_memory(char *s)
6768 {
6769         char *token;
6770
6771         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6772                 if (!*token)
6773                         continue;
6774                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6775                         cgroup_memory_nosocket = true;
6776                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6777                         cgroup_memory_nokmem = true;
6778         }
6779         return 0;
6780 }
6781 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6782
6783 /*
6784  * subsys_initcall() for memory controller.
6785  *
6786  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6787  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6788  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6789  * should be initialized from here.
6790  */
6791 static int __init mem_cgroup_init(void)
6792 {
6793         int cpu, node;
6794
6795 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6796         /*
6797          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6798          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6799          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6800          * destroyed simultaneously.
6801          */
6802         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6803         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6804 #endif
6805
6806         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6807                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6808
6809         for_each_possible_cpu(cpu)
6810                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6811                           drain_local_stock);
6812
6813         for_each_node(node) {
6814                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6815
6816                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6817                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6818
6819                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6820                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6821                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6822                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6823         }
6824
6825         return 0;
6826 }
6827 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6828
6829 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6830 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6831 {
6832         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6833                 /*
6834                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6835                  * always be >= 1.
6836                  */
6837                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6838                         VM_BUG_ON(1);
6839                         break;
6840                 }
6841                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6842                 if (!memcg)
6843                         memcg = root_mem_cgroup;
6844         }
6845         return memcg;
6846 }
6847
6848 /**
6849  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6850  * @page: page whose memsw charge to transfer
6851  * @entry: swap entry to move the charge to
6852  *
6853  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6854  */
6855 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6856 {
6857         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6858         unsigned int nr_entries;
6859         unsigned short oldid;
6860
6861         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6862         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6863
6864         if (!do_memsw_account())
6865                 return;
6866
6867         memcg = page->mem_cgroup;
6868
6869         /* Readahead page, never charged */
6870         if (!memcg)
6871                 return;
6872
6873         /*
6874          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6875          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6876          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6877          */
6878         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6879         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6880         /* Get references for the tail pages, too */
6881         if (nr_entries > 1)
6882                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6883         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6884                                    nr_entries);
6885         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6886         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6887
6888         page->mem_cgroup = NULL;
6889
6890         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6891                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6892
6893         if (memcg != swap_memcg) {
6894                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6895                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6896                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6897         }
6898
6899         /*
6900          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6901          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6902          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6903          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6904          */
6905         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6906         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6907                                      -nr_entries);
6908         memcg_check_events(memcg, page);
6909
6910         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6911                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6912 }
6913
6914 /**
6915  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6916  * @page: page being added to swap
6917  * @entry: swap entry to charge
6918  *
6919  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6920  *
6921  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6922  */
6923 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6924 {
6925         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6926         struct page_counter *counter;
6927         struct mem_cgroup *memcg;
6928         unsigned short oldid;
6929
6930         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6931                 return 0;
6932
6933         memcg = page->mem_cgroup;
6934
6935         /* Readahead page, never charged */
6936         if (!memcg)
6937                 return 0;
6938
6939         if (!entry.val) {
6940                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6941                 return 0;
6942         }
6943
6944         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6945
6946         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6947             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6948                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6949                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6950                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6951                 return -ENOMEM;
6952         }
6953
6954         /* Get references for the tail pages, too */
6955         if (nr_pages > 1)
6956                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6957         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6958         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6959         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6960
6961         return 0;
6962 }
6963
6964 /**
6965  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6966  * @entry: swap entry to uncharge
6967  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6968  */
6969 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6970 {
6971         struct mem_cgroup *memcg;
6972         unsigned short id;
6973
6974         if (!do_swap_account)
6975                 return;
6976
6977         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6978         rcu_read_lock();
6979         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6980         if (memcg) {
6981                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6982                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6983                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6984                         else
6985                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6986                 }
6987                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6988                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6989         }
6990         rcu_read_unlock();
6991 }
6992
6993 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6994 {
6995         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6996
6997         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6998                 return nr_swap_pages;
6999         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7000                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7001                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7002                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7003         return nr_swap_pages;
7004 }
7005
7006 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7007 {
7008         struct mem_cgroup *memcg;
7009
7010         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7011
7012         if (vm_swap_full())
7013                 return true;
7014         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7015                 return false;
7016
7017         memcg = page->mem_cgroup;
7018         if (!memcg)
7019                 return false;
7020
7021         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7022                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
7023                         return true;
7024
7025         return false;
7026 }
7027
7028 /* for remember boot option*/
7029 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7030 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7031 #else
7032 static int really_do_swap_account __initdata;
7033 #endif
7034
7035 static int __init enable_swap_account(char *s)
7036 {
7037         if (!strcmp(s, "1"))
7038                 really_do_swap_account = 1;
7039         else if (!strcmp(s, "0"))
7040                 really_do_swap_account = 0;
7041         return 1;
7042 }
7043 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7044
7045 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7046                              struct cftype *cft)
7047 {
7048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7049
7050         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7051 }
7052
7053 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7054 {
7055         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7056                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7057 }
7058
7059 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7060                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7061 {
7062         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7063         unsigned long max;
7064         int err;
7065
7066         buf = strstrip(buf);
7067         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7068         if (err)
7069                 return err;
7070
7071         xchg(&memcg->swap.max, max);
7072
7073         return nbytes;
7074 }
7075
7076 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7077 {
7078         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7079
7080         seq_printf(m, "max %lu\n",
7081                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7082         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7083                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7084
7085         return 0;
7086 }
7087
7088 static struct cftype swap_files[] = {
7089         {
7090                 .name = "swap.current",
7091                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7092                 .read_u64 = swap_current_read,
7093         },
7094         {
7095                 .name = "swap.max",
7096                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7097                 .seq_show = swap_max_show,
7098                 .write = swap_max_write,
7099         },
7100         {
7101                 .name = "swap.events",
7102                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7103                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7104                 .seq_show = swap_events_show,
7105         },
7106         { }     /* terminate */
7107 };
7108
7109 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7110         {
7111                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7112                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7114         },
7115         {
7116                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7118                 .write = mem_cgroup_reset,
7119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7120         },
7121         {
7122                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7123                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7124                 .write = mem_cgroup_write,
7125                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7126         },
7127         {
7128                 .name = "memsw.failcnt",
7129                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7130                 .write = mem_cgroup_reset,
7131                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7132         },
7133         { },    /* terminate */
7134 };
7135
7136 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7137 {
7138         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7139                 do_swap_account = 1;
7140                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7141                                                swap_files));
7142                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7143                                                   memsw_cgroup_files));
7144         }
7145         return 0;
7146 }
7147 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7148
7149 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */