mm/memcg: move penalty delay clamping out of calculate_high_delay()
[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_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
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_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
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(&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         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
763         struct mem_cgroup *memcg;
764         struct lruvec *lruvec;
765
766         rcu_read_lock();
767         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
768
769         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
770         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
780 {
781         struct mem_cgroup *memcg;
782
783         rcu_read_lock();
784         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
785         if (memcg)
786                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
787         rcu_read_unlock();
788 }
789
790 /**
791  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
792  * @memcg: the memory cgroup
793  * @idx: the event item
794  * @count: the number of events that occured
795  */
796 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
797                           unsigned long count)
798 {
799         unsigned long x;
800
801         if (mem_cgroup_disabled())
802                 return;
803
804         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
805         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
806                 struct mem_cgroup *mi;
807
808                 /*
809                  * Batch local counters to keep them in sync with
810                  * the hierarchical ones.
811                  */
812                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
813                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
814                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
815                 x = 0;
816         }
817         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
818 }
819
820 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
821 {
822         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
823 }
824
825 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
826 {
827         long x = 0;
828         int cpu;
829
830         for_each_possible_cpu(cpu)
831                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
832         return x;
833 }
834
835 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
836                                          struct page *page,
837                                          bool compound, int nr_pages)
838 {
839         /*
840          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
841          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
842          */
843         if (PageAnon(page))
844                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
845         else {
846                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
847                 if (PageSwapBacked(page))
848                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
849         }
850
851         if (compound) {
852                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
853                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
854         }
855
856         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
857         if (nr_pages > 0)
858                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
859         else {
860                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
861                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
862         }
863
864         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
865 }
866
867 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
868                                        enum mem_cgroup_events_target target)
869 {
870         unsigned long val, next;
871
872         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
873         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
874         /* from time_after() in jiffies.h */
875         if ((long)(next - val) < 0) {
876                 switch (target) {
877                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
878                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
879                         break;
880                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
881                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
882                         break;
883                 default:
884                         break;
885                 }
886                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
887                 return true;
888         }
889         return false;
890 }
891
892 /*
893  * Check events in order.
894  *
895  */
896 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
897 {
898         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
899         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
900                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
901                 bool do_softlimit;
902
903                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
904                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
905                 mem_cgroup_threshold(memcg);
906                 if (unlikely(do_softlimit))
907                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
908         }
909 }
910
911 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
912 {
913         /*
914          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
915          * if it races with swapoff, page migration, etc.
916          * So this can be called with p == NULL.
917          */
918         if (unlikely(!p))
919                 return NULL;
920
921         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
922 }
923 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
924
925 /**
926  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
927  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
928  *
929  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
930  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
931  * returned.
932  */
933 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
934 {
935         struct mem_cgroup *memcg;
936
937         if (mem_cgroup_disabled())
938                 return NULL;
939
940         rcu_read_lock();
941         do {
942                 /*
943                  * Page cache insertions can happen withou an
944                  * actual mm context, e.g. during disk probing
945                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
946                  */
947                 if (unlikely(!mm))
948                         memcg = root_mem_cgroup;
949                 else {
950                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
951                         if (unlikely(!memcg))
952                                 memcg = root_mem_cgroup;
953                 }
954         } while (!css_tryget(&memcg->css));
955         rcu_read_unlock();
956         return memcg;
957 }
958 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
959
960 /**
961  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
962  * @page: page from which memcg should be extracted.
963  *
964  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
965  * root_mem_cgroup is returned.
966  */
967 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
968 {
969         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
970
971         if (mem_cgroup_disabled())
972                 return NULL;
973
974         rcu_read_lock();
975         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
976         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
977                 memcg = root_mem_cgroup;
978         rcu_read_unlock();
979         return memcg;
980 }
981 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
982
983 /**
984  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
985  */
986 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
987 {
988         if (unlikely(current->active_memcg)) {
989                 struct mem_cgroup *memcg;
990
991                 rcu_read_lock();
992                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
993                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&current->active_memcg->css)))
994                         memcg = root_mem_cgroup;
995                 else
996                         memcg = current->active_memcg;
997                 rcu_read_unlock();
998                 return memcg;
999         }
1000         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1001 }
1002
1003 /**
1004  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1005  * @root: hierarchy root
1006  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1007  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1008  *
1009  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1010  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1011  *
1012  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1013  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1014  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1015  *
1016  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1017  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1018  * reclaimers operating on the same node and priority.
1019  */
1020 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1021                                    struct mem_cgroup *prev,
1022                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1023 {
1024         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1025         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1026         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1027         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1028
1029         if (mem_cgroup_disabled())
1030                 return NULL;
1031
1032         if (!root)
1033                 root = root_mem_cgroup;
1034
1035         if (prev && !reclaim)
1036                 pos = prev;
1037
1038         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1039                 if (prev)
1040                         goto out;
1041                 return root;
1042         }
1043
1044         rcu_read_lock();
1045
1046         if (reclaim) {
1047                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1048
1049                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1050                 iter = &mz->iter;
1051
1052                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1053                         goto out_unlock;
1054
1055                 while (1) {
1056                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1057                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1058                                 break;
1059                         /*
1060                          * css reference reached zero, so iter->position will
1061                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1062                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1063                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1064                          * might block it. So we clear iter->position right
1065                          * away.
1066                          */
1067                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1068                 }
1069         }
1070
1071         if (pos)
1072                 css = &pos->css;
1073
1074         for (;;) {
1075                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1076                 if (!css) {
1077                         /*
1078                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1079                          * new one might jump in right at the end of
1080                          * the hierarchy - make sure they see at least
1081                          * one group and restart from the beginning.
1082                          */
1083                         if (!prev)
1084                                 continue;
1085                         break;
1086                 }
1087
1088                 /*
1089                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1090                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1091                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1092                  */
1093                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1094
1095                 if (css == &root->css)
1096                         break;
1097
1098                 if (css_tryget(css))
1099                         break;
1100
1101                 memcg = NULL;
1102         }
1103
1104         if (reclaim) {
1105                 /*
1106                  * The position could have already been updated by a competing
1107                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1108                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1109                  */
1110                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1111
1112                 if (pos)
1113                         css_put(&pos->css);
1114
1115                 if (!memcg)
1116                         iter->generation++;
1117                 else if (!prev)
1118                         reclaim->generation = iter->generation;
1119         }
1120
1121 out_unlock:
1122         rcu_read_unlock();
1123 out:
1124         if (prev && prev != root)
1125                 css_put(&prev->css);
1126
1127         return memcg;
1128 }
1129
1130 /**
1131  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1132  * @root: hierarchy root
1133  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1134  */
1135 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1136                            struct mem_cgroup *prev)
1137 {
1138         if (!root)
1139                 root = root_mem_cgroup;
1140         if (prev && prev != root)
1141                 css_put(&prev->css);
1142 }
1143
1144 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1145                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1146 {
1147         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1148         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1149         int nid;
1150
1151         for_each_node(nid) {
1152                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1153                 iter = &mz->iter;
1154                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1155         }
1156 }
1157
1158 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1159 {
1160         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1161         struct mem_cgroup *last;
1162
1163         do {
1164                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1165                 last = memcg;
1166         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1167
1168         /*
1169          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1170          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1171          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1172          * dead_memcg from cgroup root separately.
1173          */
1174         if (last != root_mem_cgroup)
1175                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1176                                                 dead_memcg);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1181  * @memcg: hierarchy root
1182  * @fn: function to call for each task
1183  * @arg: argument passed to @fn
1184  *
1185  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1186  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1187  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1188  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1189  *
1190  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1191  */
1192 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1193                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1194 {
1195         struct mem_cgroup *iter;
1196         int ret = 0;
1197
1198         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1199
1200         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1201                 struct css_task_iter it;
1202                 struct task_struct *task;
1203
1204                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1205                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1206                         ret = fn(task, arg);
1207                 css_task_iter_end(&it);
1208                 if (ret) {
1209                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1210                         break;
1211                 }
1212         }
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1218  * @page: the page
1219  * @pgdat: pgdat of the page
1220  *
1221  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1222  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1223  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1224  */
1225 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1226 {
1227         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1228         struct mem_cgroup *memcg;
1229         struct lruvec *lruvec;
1230
1231         if (mem_cgroup_disabled()) {
1232                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1233                 goto out;
1234         }
1235
1236         memcg = page->mem_cgroup;
1237         /*
1238          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1239          * possibly migrated - before they are charged.
1240          */
1241         if (!memcg)
1242                 memcg = root_mem_cgroup;
1243
1244         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1245         lruvec = &mz->lruvec;
1246 out:
1247         /*
1248          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1249          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1250          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1251          */
1252         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1253                 lruvec->pgdat = pgdat;
1254         return lruvec;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1259  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1260  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1261  * @zid: zone id of the accounted pages
1262  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1263  *
1264  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1265  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1266  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1267  */
1268 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1269                                 int zid, int nr_pages)
1270 {
1271         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1272         unsigned long *lru_size;
1273         long size;
1274
1275         if (mem_cgroup_disabled())
1276                 return;
1277
1278         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1279         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1280
1281         if (nr_pages < 0)
1282                 *lru_size += nr_pages;
1283
1284         size = *lru_size;
1285         if (WARN_ONCE(size < 0,
1286                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1287                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1288                 VM_BUG_ON(1);
1289                 *lru_size = 0;
1290         }
1291
1292         if (nr_pages > 0)
1293                 *lru_size += nr_pages;
1294 }
1295
1296 /**
1297  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1298  * @memcg: the memory cgroup
1299  *
1300  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1301  * pages.
1302  */
1303 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1304 {
1305         unsigned long margin = 0;
1306         unsigned long count;
1307         unsigned long limit;
1308
1309         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1310         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1311         if (count < limit)
1312                 margin = limit - count;
1313
1314         if (do_memsw_account()) {
1315                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1316                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1317                 if (count < limit)
1318                         margin = min(margin, limit - count);
1319                 else
1320                         margin = 0;
1321         }
1322
1323         return margin;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1328  *
1329  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1330  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1331  * caused by "move".
1332  */
1333 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         struct mem_cgroup *from;
1336         struct mem_cgroup *to;
1337         bool ret = false;
1338         /*
1339          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1340          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1341          */
1342         spin_lock(&mc.lock);
1343         from = mc.from;
1344         to = mc.to;
1345         if (!from)
1346                 goto unlock;
1347
1348         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1349                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1350 unlock:
1351         spin_unlock(&mc.lock);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1358                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1359                         DEFINE_WAIT(wait);
1360                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1361                         /* moving charge context might have finished. */
1362                         if (mc.moving_task)
1363                                 schedule();
1364                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1365                         return true;
1366                 }
1367         }
1368         return false;
1369 }
1370
1371 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1372 {
1373         struct seq_buf s;
1374         int i;
1375
1376         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1377         if (!s.buffer)
1378                 return NULL;
1379
1380         /*
1381          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1382          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1383          *
1384          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1385          * 1) generic big picture -> specifics and details
1386          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1387          *
1388          * Current memory state:
1389          */
1390
1391         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1392                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1393                        PAGE_SIZE);
1394         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1395                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1396                        PAGE_SIZE);
1397         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1398                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1399                        1024);
1400         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1401                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1402                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1403                        PAGE_SIZE);
1404         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1405                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1406                        PAGE_SIZE);
1407
1408         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1409                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1410                        PAGE_SIZE);
1411         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1412                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1413                        PAGE_SIZE);
1414         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1415                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1416                        PAGE_SIZE);
1417         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1418                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1419                        PAGE_SIZE);
1420
1421         /*
1422          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1423          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1424          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1425          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1426          */
1427         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1428                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1429                        PAGE_SIZE);
1430
1431         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1432                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", lru_list_name(i),
1433                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1434                                PAGE_SIZE);
1435
1436         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1437                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1438                        PAGE_SIZE);
1439         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1440                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1441                        PAGE_SIZE);
1442
1443         /* Accumulated memory events */
1444
1445         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1446                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1447         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1448                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1449
1450         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1451                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1452         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1453                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1454         seq_buf_printf(&s, "workingset_restore %lu\n",
1455                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_RESTORE));
1456         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1457                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1458
1459         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1460                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1461         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1462                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1463                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1464         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1465                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1466                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1467         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1468                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1469         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1470                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1471         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1472                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1473         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1474                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1475
1476 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1477         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1478                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1479         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1480                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1481 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1482
1483         /* The above should easily fit into one page */
1484         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1485
1486         return s.buffer;
1487 }
1488
1489 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1490 /**
1491  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1492  * memory controller.
1493  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1494  * @p: Task that is going to be killed
1495  *
1496  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1497  * enabled
1498  */
1499 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1500 {
1501         rcu_read_lock();
1502
1503         if (memcg) {
1504                 pr_cont(",oom_memcg=");
1505                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1506         } else
1507                 pr_cont(",global_oom");
1508         if (p) {
1509                 pr_cont(",task_memcg=");
1510                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1511         }
1512         rcu_read_unlock();
1513 }
1514
1515 /**
1516  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1517  * memory controller.
1518  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1519  */
1520 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1521 {
1522         char *buf;
1523
1524         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1525                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1526                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1527         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1528                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1529                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1530                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1531         else {
1532                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1533                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1534                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1535                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1536                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1537                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1538         }
1539
1540         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1541         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1542         pr_cont(":");
1543         buf = memory_stat_format(memcg);
1544         if (!buf)
1545                 return;
1546         pr_info("%s", buf);
1547         kfree(buf);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1552  */
1553 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         unsigned long max;
1556
1557         max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1558         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1559                 unsigned long memsw_max;
1560                 unsigned long swap_max;
1561
1562                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1563                 swap_max = READ_ONCE(memcg->swap.max);
1564                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1565                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1566         }
1567         return max;
1568 }
1569
1570 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1571 {
1572         return page_counter_read(&memcg->memory);
1573 }
1574
1575 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1576                                      int order)
1577 {
1578         struct oom_control oc = {
1579                 .zonelist = NULL,
1580                 .nodemask = NULL,
1581                 .memcg = memcg,
1582                 .gfp_mask = gfp_mask,
1583                 .order = order,
1584         };
1585         bool ret;
1586
1587         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1588                 return true;
1589         /*
1590          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1591          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1592          */
1593         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1594         mutex_unlock(&oom_lock);
1595         return ret;
1596 }
1597
1598 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1599                                    pg_data_t *pgdat,
1600                                    gfp_t gfp_mask,
1601                                    unsigned long *total_scanned)
1602 {
1603         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1604         int total = 0;
1605         int loop = 0;
1606         unsigned long excess;
1607         unsigned long nr_scanned;
1608         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1609                 .pgdat = pgdat,
1610         };
1611
1612         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1613
1614         while (1) {
1615                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1616                 if (!victim) {
1617                         loop++;
1618                         if (loop >= 2) {
1619                                 /*
1620                                  * If we have not been able to reclaim
1621                                  * anything, it might because there are
1622                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1623                                  */
1624                                 if (!total)
1625                                         break;
1626                                 /*
1627                                  * We want to do more targeted reclaim.
1628                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1629                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1630                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1631                                  */
1632                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1633                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1634                                         break;
1635                         }
1636                         continue;
1637                 }
1638                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1639                                         pgdat, &nr_scanned);
1640                 *total_scanned += nr_scanned;
1641                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1642                         break;
1643         }
1644         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1645         return total;
1646 }
1647
1648 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1649 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1650         .name = "memcg_oom_lock",
1651 };
1652 #endif
1653
1654 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1655
1656 /*
1657  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1658  * If someone is running, return false.
1659  */
1660 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1661 {
1662         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1663
1664         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1665
1666         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1667                 if (iter->oom_lock) {
1668                         /*
1669                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1670                          * so we cannot give a lock.
1671                          */
1672                         failed = iter;
1673                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1674                         break;
1675                 } else
1676                         iter->oom_lock = true;
1677         }
1678
1679         if (failed) {
1680                 /*
1681                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1682                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1683                  */
1684                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1685                         if (iter == failed) {
1686                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1687                                 break;
1688                         }
1689                         iter->oom_lock = false;
1690                 }
1691         } else
1692                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1693
1694         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1695
1696         return !failed;
1697 }
1698
1699 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1700 {
1701         struct mem_cgroup *iter;
1702
1703         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1704         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1705         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1706                 iter->oom_lock = false;
1707         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1708 }
1709
1710 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1711 {
1712         struct mem_cgroup *iter;
1713
1714         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1715         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1716                 iter->under_oom++;
1717         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1718 }
1719
1720 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1721 {
1722         struct mem_cgroup *iter;
1723
1724         /*
1725          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1726          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1727          */
1728         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1729         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1730                 if (iter->under_oom > 0)
1731                         iter->under_oom--;
1732         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1733 }
1734
1735 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1736
1737 struct oom_wait_info {
1738         struct mem_cgroup *memcg;
1739         wait_queue_entry_t      wait;
1740 };
1741
1742 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1743         unsigned mode, int sync, void *arg)
1744 {
1745         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1746         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1747         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1748
1749         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1750         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1751
1752         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1753             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1754                 return 0;
1755         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1756 }
1757
1758 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1759 {
1760         /*
1761          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1762          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1763          * this function is called as a result of userland actions
1764          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1765          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1766          * triggering notification.
1767          */
1768         if (memcg && memcg->under_oom)
1769                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1770 }
1771
1772 enum oom_status {
1773         OOM_SUCCESS,
1774         OOM_FAILED,
1775         OOM_ASYNC,
1776         OOM_SKIPPED
1777 };
1778
1779 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1780 {
1781         enum oom_status ret;
1782         bool locked;
1783
1784         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1785                 return OOM_SKIPPED;
1786
1787         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1788
1789         /*
1790          * We are in the middle of the charge context here, so we
1791          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1792          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1793          *
1794          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1795          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1796          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1797          * released.
1798          *
1799          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1800          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1801          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1802          * invoke the oom killer here.
1803          *
1804          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1805          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1806          */
1807         if (memcg->oom_kill_disable) {
1808                 if (!current->in_user_fault)
1809                         return OOM_SKIPPED;
1810                 css_get(&memcg->css);
1811                 current->memcg_in_oom = memcg;
1812                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1813                 current->memcg_oom_order = order;
1814
1815                 return OOM_ASYNC;
1816         }
1817
1818         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1819
1820         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1821
1822         if (locked)
1823                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1824
1825         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1826         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1827                 ret = OOM_SUCCESS;
1828         else
1829                 ret = OOM_FAILED;
1830
1831         if (locked)
1832                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1833
1834         return ret;
1835 }
1836
1837 /**
1838  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1839  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1840  *
1841  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1842  * handler was enabled.
1843  *
1844  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1845  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1846  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1847  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1848  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1849  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1850  *
1851  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1852  * completed, %false otherwise.
1853  */
1854 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1855 {
1856         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1857         struct oom_wait_info owait;
1858         bool locked;
1859
1860         /* OOM is global, do not handle */
1861         if (!memcg)
1862                 return false;
1863
1864         if (!handle)
1865                 goto cleanup;
1866
1867         owait.memcg = memcg;
1868         owait.wait.flags = 0;
1869         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1870         owait.wait.private = current;
1871         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1872
1873         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1874         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1875
1876         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1877
1878         if (locked)
1879                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1880
1881         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1882                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1883                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1884                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1885                                          current->memcg_oom_order);
1886         } else {
1887                 schedule();
1888                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1889                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1890         }
1891
1892         if (locked) {
1893                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1894                 /*
1895                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1896                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1897                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1898                  */
1899                 memcg_oom_recover(memcg);
1900         }
1901 cleanup:
1902         current->memcg_in_oom = NULL;
1903         css_put(&memcg->css);
1904         return true;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1909  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1910  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1911  *
1912  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1913  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1914  *
1915  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1916  */
1917 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1918                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1919 {
1920         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1921         struct mem_cgroup *memcg;
1922
1923         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1924                 return NULL;
1925
1926         if (!oom_domain)
1927                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1928
1929         rcu_read_lock();
1930
1931         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1932         if (memcg == root_mem_cgroup)
1933                 goto out;
1934
1935         /*
1936          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1937          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1938          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1939          */
1940         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1941                 goto out;
1942
1943         /*
1944          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1945          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1946          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1947          */
1948         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1949                 if (memcg->oom_group)
1950                         oom_group = memcg;
1951
1952                 if (memcg == oom_domain)
1953                         break;
1954         }
1955
1956         if (oom_group)
1957                 css_get(&oom_group->css);
1958 out:
1959         rcu_read_unlock();
1960
1961         return oom_group;
1962 }
1963
1964 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1965 {
1966         pr_info("Tasks in ");
1967         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1968         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1969 }
1970
1971 /**
1972  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1973  * @page: the page
1974  *
1975  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1976  * another cgroup.
1977  *
1978  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1979  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1980  * when @page might get freed inside the locked section.
1981  */
1982 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1983 {
1984         struct mem_cgroup *memcg;
1985         unsigned long flags;
1986
1987         /*
1988          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1989          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1990          * because page moving starts with an RCU grace period.
1991          *
1992          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1993          * the page state that is going to change is the only thing
1994          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1995          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1996          * keep off truncation, migration and so forth.
1997          */
1998         rcu_read_lock();
1999
2000         if (mem_cgroup_disabled())
2001                 return NULL;
2002 again:
2003         memcg = page->mem_cgroup;
2004         if (unlikely(!memcg))
2005                 return NULL;
2006
2007         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2008                 return memcg;
2009
2010         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2011         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2012                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2013                 goto again;
2014         }
2015
2016         /*
2017          * When charge migration first begins, we can have locked and
2018          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2019          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2020          */
2021         memcg->move_lock_task = current;
2022         memcg->move_lock_flags = flags;
2023
2024         return memcg;
2025 }
2026 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2027
2028 /**
2029  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2030  * @memcg: the memcg
2031  *
2032  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2033  */
2034 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2035 {
2036         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2037                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2038
2039                 memcg->move_lock_task = NULL;
2040                 memcg->move_lock_flags = 0;
2041
2042                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2043         }
2044
2045         rcu_read_unlock();
2046 }
2047
2048 /**
2049  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2050  * @page: the page
2051  */
2052 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2053 {
2054         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2057
2058 struct memcg_stock_pcp {
2059         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2060         unsigned int nr_pages;
2061         struct work_struct work;
2062         unsigned long flags;
2063 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2064 };
2065 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2066 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2067
2068 /**
2069  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2070  * @memcg: memcg to consume from.
2071  * @nr_pages: how many pages to charge.
2072  *
2073  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2074  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2075  * service an allocation will refill the stock.
2076  *
2077  * returns true if successful, false otherwise.
2078  */
2079 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2080 {
2081         struct memcg_stock_pcp *stock;
2082         unsigned long flags;
2083         bool ret = false;
2084
2085         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2086                 return ret;
2087
2088         local_irq_save(flags);
2089
2090         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2091         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2092                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2093                 ret = true;
2094         }
2095
2096         local_irq_restore(flags);
2097
2098         return ret;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2103  */
2104 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2105 {
2106         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2107
2108         if (stock->nr_pages) {
2109                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2110                 if (do_memsw_account())
2111                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2112                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2113                 stock->nr_pages = 0;
2114         }
2115         stock->cached = NULL;
2116 }
2117
2118 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2119 {
2120         struct memcg_stock_pcp *stock;
2121         unsigned long flags;
2122
2123         /*
2124          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2125          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2126          */
2127         local_irq_save(flags);
2128
2129         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2130         drain_stock(stock);
2131         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2132
2133         local_irq_restore(flags);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2138  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2139  */
2140 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2141 {
2142         struct memcg_stock_pcp *stock;
2143         unsigned long flags;
2144
2145         local_irq_save(flags);
2146
2147         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2148         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2149                 drain_stock(stock);
2150                 stock->cached = memcg;
2151         }
2152         stock->nr_pages += nr_pages;
2153
2154         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2155                 drain_stock(stock);
2156
2157         local_irq_restore(flags);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2162  * of the hierarchy under it.
2163  */
2164 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2165 {
2166         int cpu, curcpu;
2167
2168         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2169         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2170                 return;
2171         /*
2172          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2173          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2174          * as well as workers from this path always operate on the local
2175          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2176          */
2177         curcpu = get_cpu();
2178         for_each_online_cpu(cpu) {
2179                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2180                 struct mem_cgroup *memcg;
2181                 bool flush = false;
2182
2183                 rcu_read_lock();
2184                 memcg = stock->cached;
2185                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2186                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2187                         flush = true;
2188                 rcu_read_unlock();
2189
2190                 if (flush &&
2191                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2192                         if (cpu == curcpu)
2193                                 drain_local_stock(&stock->work);
2194                         else
2195                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2196                 }
2197         }
2198         put_cpu();
2199         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2200 }
2201
2202 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2203 {
2204         struct memcg_stock_pcp *stock;
2205         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2206
2207         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2208         drain_stock(stock);
2209
2210         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2211                 int i;
2212
2213                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2214                         int nid;
2215                         long x;
2216
2217                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2218                         if (x)
2219                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2220                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2221
2222                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2223                                 continue;
2224
2225                         for_each_node(nid) {
2226                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2227
2228                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2229                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2230                                 if (x)
2231                                         do {
2232                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2233                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2234                         }
2235                 }
2236
2237                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2238                         long x;
2239
2240                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2241                         if (x)
2242                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2243                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2244                 }
2245         }
2246
2247         return 0;
2248 }
2249
2250 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2251                          unsigned int nr_pages,
2252                          gfp_t gfp_mask)
2253 {
2254         do {
2255                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= READ_ONCE(memcg->high))
2256                         continue;
2257                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2258                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2259         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2260                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2261 }
2262
2263 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2264 {
2265         struct mem_cgroup *memcg;
2266
2267         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2268         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2273  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2274  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2275  */
2276 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2277
2278 /*
2279  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2280  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2281  * below.
2282  *
2283  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2284  *   overage ratio to a delay.
2285  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2286  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2287  *   to produce a reasonable delay curve.
2288  *
2289  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2290  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2291  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2292  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2293  * example, with a high of 100 megabytes:
2294  *
2295  *  +-------+------------------------+
2296  *  | usage | time to allocate in ms |
2297  *  +-------+------------------------+
2298  *  | 100M  |                      0 |
2299  *  | 101M  |                      6 |
2300  *  | 102M  |                     25 |
2301  *  | 103M  |                     57 |
2302  *  | 104M  |                    102 |
2303  *  | 105M  |                    159 |
2304  *  | 106M  |                    230 |
2305  *  | 107M  |                    313 |
2306  *  | 108M  |                    409 |
2307  *  | 109M  |                    518 |
2308  *  | 110M  |                    639 |
2309  *  | 111M  |                    774 |
2310  *  | 112M  |                    921 |
2311  *  | 113M  |                   1081 |
2312  *  | 114M  |                   1254 |
2313  *  | 115M  |                   1439 |
2314  *  | 116M  |                   1638 |
2315  *  | 117M  |                   1849 |
2316  *  | 118M  |                   2000 |
2317  *  | 119M  |                   2000 |
2318  *  | 120M  |                   2000 |
2319  *  +-------+------------------------+
2320  */
2321  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2322  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2323
2324 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2325 {
2326         u64 overage;
2327
2328         if (usage <= high)
2329                 return 0;
2330
2331         /*
2332          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2333          * it was a threshold of 1 page
2334          */
2335         high = max(high, 1UL);
2336
2337         overage = usage - high;
2338         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2339         return div64_u64(overage, high);
2340 }
2341
2342 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2343 {
2344         u64 overage, max_overage = 0;
2345
2346         do {
2347                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2348                                             READ_ONCE(memcg->high));
2349                 max_overage = max(overage, max_overage);
2350         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2351                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2352
2353         return max_overage;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2358  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2359  */
2360 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2361                                           unsigned int nr_pages,
2362                                           u64 max_overage)
2363 {
2364         unsigned long penalty_jiffies;
2365
2366         if (!max_overage)
2367                 return 0;
2368
2369         /*
2370          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2371          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2372          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2373          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2374          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2375          * overage amount.
2376          */
2377         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2378         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2379         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2380
2381         /*
2382          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2383          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2384          * 4N-sized allocation.
2385          *
2386          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2387          * larger the current charge patch is than that.
2388          */
2389         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2394  * and reclaims memory over the high limit.
2395  */
2396 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2397 {
2398         unsigned long penalty_jiffies;
2399         unsigned long pflags;
2400         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2401         struct mem_cgroup *memcg;
2402
2403         if (likely(!nr_pages))
2404                 return;
2405
2406         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2407         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2408         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2409
2410         /*
2411          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2412          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2413          */
2414         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2415                                                mem_find_max_overage(memcg));
2416
2417         /*
2418          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2419          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2420          * extremely slowly.
2421          */
2422         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2423
2424         /*
2425          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2426          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2427          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2428          * been aggressively reclaimed enough yet.
2429          */
2430         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2431                 goto out;
2432
2433         /*
2434          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2435          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2436          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2437          */
2438         psi_memstall_enter(&pflags);
2439         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2440         psi_memstall_leave(&pflags);
2441
2442 out:
2443         css_put(&memcg->css);
2444 }
2445
2446 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2447                       unsigned int nr_pages)
2448 {
2449         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2450         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2451         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2452         struct page_counter *counter;
2453         unsigned long nr_reclaimed;
2454         bool may_swap = true;
2455         bool drained = false;
2456         enum oom_status oom_status;
2457
2458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2459                 return 0;
2460 retry:
2461         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2462                 return 0;
2463
2464         if (!do_memsw_account() ||
2465             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2466                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2467                         goto done_restock;
2468                 if (do_memsw_account())
2469                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2470                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2471         } else {
2472                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2473                 may_swap = false;
2474         }
2475
2476         if (batch > nr_pages) {
2477                 batch = nr_pages;
2478                 goto retry;
2479         }
2480
2481         /*
2482          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2483          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2484          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2485          * and let these go through as privileged allocations.
2486          */
2487         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2488                 goto force;
2489
2490         /*
2491          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2492          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2493          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2494          * free their memory.
2495          */
2496         if (unlikely(should_force_charge()))
2497                 goto force;
2498
2499         /*
2500          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2501          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2502          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2503          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2504          */
2505         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2506                 goto force;
2507
2508         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2509                 goto nomem;
2510
2511         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2512                 goto nomem;
2513
2514         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2515
2516         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2517                                                     gfp_mask, may_swap);
2518
2519         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2520                 goto retry;
2521
2522         if (!drained) {
2523                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2524                 drained = true;
2525                 goto retry;
2526         }
2527
2528         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2529                 goto nomem;
2530         /*
2531          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2532          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2533          * before killing the task.
2534          *
2535          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2536          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2537          * to regular pages anyway in case of failure.
2538          */
2539         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2540                 goto retry;
2541         /*
2542          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2543          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2544          */
2545         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2546                 goto retry;
2547
2548         if (nr_retries--)
2549                 goto retry;
2550
2551         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2552                 goto nomem;
2553
2554         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2555                 goto force;
2556
2557         if (fatal_signal_pending(current))
2558                 goto force;
2559
2560         /*
2561          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2562          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2563          * couldn't make any progress.
2564          */
2565         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2566                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2567         switch (oom_status) {
2568         case OOM_SUCCESS:
2569                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2570                 goto retry;
2571         case OOM_FAILED:
2572                 goto force;
2573         default:
2574                 goto nomem;
2575         }
2576 nomem:
2577         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2578                 return -ENOMEM;
2579 force:
2580         /*
2581          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2582          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2583          * temporarily by force charging it.
2584          */
2585         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2586         if (do_memsw_account())
2587                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2588         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2589
2590         return 0;
2591
2592 done_restock:
2593         css_get_many(&memcg->css, batch);
2594         if (batch > nr_pages)
2595                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2596
2597         /*
2598          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2599          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2600          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2601          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2602          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2603          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2604          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2605          */
2606         do {
2607                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > READ_ONCE(memcg->high)) {
2608                         /* Don't bother a random interrupted task */
2609                         if (in_interrupt()) {
2610                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2611                                 break;
2612                         }
2613                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2614                         set_notify_resume(current);
2615                         break;
2616                 }
2617         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2618
2619         return 0;
2620 }
2621
2622 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2623 {
2624         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2625                 return;
2626
2627         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2628         if (do_memsw_account())
2629                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2630
2631         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2632 }
2633
2634 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2635 {
2636         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2637
2638         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2639         if (PageLRU(page)) {
2640                 struct lruvec *lruvec;
2641
2642                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2643                 ClearPageLRU(page);
2644                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2645                 *isolated = 1;
2646         } else
2647                 *isolated = 0;
2648 }
2649
2650 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2651 {
2652         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2653
2654         if (isolated) {
2655                 struct lruvec *lruvec;
2656
2657                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2658                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2659                 SetPageLRU(page);
2660                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2661         }
2662         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2663 }
2664
2665 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2666                           bool lrucare)
2667 {
2668         int isolated;
2669
2670         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2671
2672         /*
2673          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2674          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2675          */
2676         if (lrucare)
2677                 lock_page_lru(page, &isolated);
2678
2679         /*
2680          * Nobody should be changing or seriously looking at
2681          * page->mem_cgroup at this point:
2682          *
2683          * - the page is uncharged
2684          *
2685          * - the page is off-LRU
2686          *
2687          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2688          *   a locked page table
2689          *
2690          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2691          *   have the page locked
2692          */
2693         page->mem_cgroup = memcg;
2694
2695         if (lrucare)
2696                 unlock_page_lru(page, isolated);
2697 }
2698
2699 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2700 /*
2701  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2702  *
2703  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2704  * cgroup_mutex, etc.
2705  */
2706 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2707 {
2708         struct page *page;
2709
2710         if (mem_cgroup_disabled())
2711                 return NULL;
2712
2713         page = virt_to_head_page(p);
2714
2715         /*
2716          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2717          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2718          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2719          */
2720         if (PageSlab(page))
2721                 return memcg_from_slab_page(page);
2722
2723         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2724         return page->mem_cgroup;
2725 }
2726
2727 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2728 {
2729         int id, size;
2730         int err;
2731
2732         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2733                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2734         if (id < 0)
2735                 return id;
2736
2737         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2738                 return id;
2739
2740         /*
2741          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2742          * so we have to grow them.
2743          */
2744         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2745
2746         size = 2 * (id + 1);
2747         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2748                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2749         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2750                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2751
2752         err = memcg_update_all_caches(size);
2753         if (!err)
2754                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2755         if (!err)
2756                 memcg_nr_cache_ids = size;
2757
2758         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2759
2760         if (err) {
2761                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2762                 return err;
2763         }
2764         return id;
2765 }
2766
2767 static void memcg_free_cache_id(int id)
2768 {
2769         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2770 }
2771
2772 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2773         struct mem_cgroup *memcg;
2774         struct kmem_cache *cachep;
2775         struct work_struct work;
2776 };
2777
2778 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2779 {
2780         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2781                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2782         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2783         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2784
2785         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2786
2787         css_put(&memcg->css);
2788         kfree(cw);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2793  */
2794 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2795                                                struct kmem_cache *cachep)
2796 {
2797         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2798
2799         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2800                 return;
2801
2802         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2803         if (!cw)
2804                 return;
2805
2806         cw->memcg = memcg;
2807         cw->cachep = cachep;
2808         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2809
2810         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2811 }
2812
2813 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2814 {
2815         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2816                 return true;
2817         return false;
2818 }
2819
2820 /**
2821  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2822  * @cachep: the original global kmem cache
2823  *
2824  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2825  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2826  *
2827  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2828  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2829  * go through with the original cache.
2830  *
2831  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2832  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2833  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2834  * reference.
2835  */
2836 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2837 {
2838         struct mem_cgroup *memcg;
2839         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2840         struct memcg_cache_array *arr;
2841         int kmemcg_id;
2842
2843         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2844
2845         if (memcg_kmem_bypass())
2846                 return cachep;
2847
2848         rcu_read_lock();
2849
2850         if (unlikely(current->active_memcg))
2851                 memcg = current->active_memcg;
2852         else
2853                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2854
2855         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2856                 goto out_unlock;
2857
2858         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2859         if (kmemcg_id < 0)
2860                 goto out_unlock;
2861
2862         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2863
2864         /*
2865          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2866          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2867          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2868          */
2869         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2870
2871         /*
2872          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2873          * context), we could be be predictable and return right away.
2874          * This would guarantee that the allocation being performed
2875          * already belongs in the new cache.
2876          *
2877          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2878          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2879          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2880          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2881          * defer everything.
2882          *
2883          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2884          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2885          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2886          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2887          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2888          * creation of a new kmem_cache.
2889          */
2890         if (unlikely(!memcg_cachep))
2891                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2892         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2893                 cachep = memcg_cachep;
2894 out_unlock:
2895         rcu_read_unlock();
2896         return cachep;
2897 }
2898
2899 /**
2900  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2901  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2902  */
2903 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2904 {
2905         if (!is_root_cache(cachep))
2906                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2907 }
2908
2909 /**
2910  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
2911  * @memcg: memory cgroup to charge
2912  * @gfp: reclaim mode
2913  * @nr_pages: number of pages to charge
2914  *
2915  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2916  */
2917 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2918                         unsigned int nr_pages)
2919 {
2920         struct page_counter *counter;
2921         int ret;
2922
2923         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2924         if (ret)
2925                 return ret;
2926
2927         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2928             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2929
2930                 /*
2931                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2932                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2933                  * handling code.
2934                  */
2935                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2936                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2937                         return 0;
2938                 }
2939                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2940                 return -ENOMEM;
2941         }
2942         return 0;
2943 }
2944
2945 /**
2946  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
2947  * @memcg: memcg to uncharge
2948  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2949  */
2950 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2951 {
2952         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2953                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2954
2955         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2956         if (do_memsw_account())
2957                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2958 }
2959
2960 /**
2961  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
2962  * @page: page to charge
2963  * @gfp: reclaim mode
2964  * @order: allocation order
2965  *
2966  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2967  */
2968 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2969 {
2970         struct mem_cgroup *memcg;
2971         int ret = 0;
2972
2973         if (memcg_kmem_bypass())
2974                 return 0;
2975
2976         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2977         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2978                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
2979                 if (!ret) {
2980                         page->mem_cgroup = memcg;
2981                         __SetPageKmemcg(page);
2982                 }
2983         }
2984         css_put(&memcg->css);
2985         return ret;
2986 }
2987
2988 /**
2989  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
2990  * @page: page to uncharge
2991  * @order: allocation order
2992  */
2993 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
2994 {
2995         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2996         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2997
2998         if (!memcg)
2999                 return;
3000
3001         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3002         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3003         page->mem_cgroup = NULL;
3004
3005         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3006         if (PageKmemcg(page))
3007                 __ClearPageKmemcg(page);
3008
3009         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3010 }
3011 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3012
3013 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3014
3015 /*
3016  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3017  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3018  */
3019 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3020 {
3021         int i;
3022
3023         if (mem_cgroup_disabled())
3024                 return;
3025
3026         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3027                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3028
3029         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3030 }
3031 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3032
3033 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3034 /**
3035  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3036  * @entry: swap entry to be moved
3037  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3038  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3039  *
3040  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3041  * as the mem_cgroup's id of @from.
3042  *
3043  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3044  *
3045  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3046  * both res and memsw, and called css_get().
3047  */
3048 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3049                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3050 {
3051         unsigned short old_id, new_id;
3052
3053         old_id = mem_cgroup_id(from);
3054         new_id = mem_cgroup_id(to);
3055
3056         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3057                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3058                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3059                 return 0;
3060         }
3061         return -EINVAL;
3062 }
3063 #else
3064 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3065                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3066 {
3067         return -EINVAL;
3068 }
3069 #endif
3070
3071 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3072
3073 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3074                                  unsigned long max, bool memsw)
3075 {
3076         bool enlarge = false;
3077         bool drained = false;
3078         int ret;
3079         bool limits_invariant;
3080         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3081
3082         do {
3083                 if (signal_pending(current)) {
3084                         ret = -EINTR;
3085                         break;
3086                 }
3087
3088                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3089                 /*
3090                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3091                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3092                  */
3093                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3094                                            max <= memcg->memsw.max;
3095                 if (!limits_invariant) {
3096                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3097                         ret = -EINVAL;
3098                         break;
3099                 }
3100                 if (max > counter->max)
3101                         enlarge = true;
3102                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3103                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3104
3105                 if (!ret)
3106                         break;
3107
3108                 if (!drained) {
3109                         drain_all_stock(memcg);
3110                         drained = true;
3111                         continue;
3112                 }
3113
3114                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3115                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3116                         ret = -EBUSY;
3117                         break;
3118                 }
3119         } while (true);
3120
3121         if (!ret && enlarge)
3122                 memcg_oom_recover(memcg);
3123
3124         return ret;
3125 }
3126
3127 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3128                                             gfp_t gfp_mask,
3129                                             unsigned long *total_scanned)
3130 {
3131         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3132         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3133         unsigned long reclaimed;
3134         int loop = 0;
3135         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3136         unsigned long excess;
3137         unsigned long nr_scanned;
3138
3139         if (order > 0)
3140                 return 0;
3141
3142         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3143
3144         /*
3145          * Do not even bother to check the largest node if the root
3146          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3147          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3148          */
3149         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3150                 return 0;
3151
3152         /*
3153          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3154          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3155          * pressure
3156          */
3157         do {
3158                 if (next_mz)
3159                         mz = next_mz;
3160                 else
3161                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3162                 if (!mz)
3163                         break;
3164
3165                 nr_scanned = 0;
3166                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3167                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3168                 nr_reclaimed += reclaimed;
3169                 *total_scanned += nr_scanned;
3170                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3171                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3172
3173                 /*
3174                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3175                  * it is time to move on to the next cgroup
3176                  */
3177                 next_mz = NULL;
3178                 if (!reclaimed)
3179                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3180
3181                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3182                 /*
3183                  * One school of thought says that we should not add
3184                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3185                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3186                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3187                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3188                  * term TODO.
3189                  */
3190                 /* If excess == 0, no tree ops */
3191                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3192                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3193                 css_put(&mz->memcg->css);
3194                 loop++;
3195                 /*
3196                  * Could not reclaim anything and there are no more
3197                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3198                  * reclaiming anything.
3199                  */
3200                 if (!nr_reclaimed &&
3201                         (next_mz == NULL ||
3202                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3203                         break;
3204         } while (!nr_reclaimed);
3205         if (next_mz)
3206                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3207         return nr_reclaimed;
3208 }
3209
3210 /*
3211  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3212  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3213  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3214  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3215  */
3216 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3217 {
3218         bool ret;
3219
3220         rcu_read_lock();
3221         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3222         rcu_read_unlock();
3223         return ret;
3224 }
3225
3226 /*
3227  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3228  *
3229  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3230  */
3231 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3232 {
3233         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3234
3235         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3236         lru_add_drain_all();
3237
3238         drain_all_stock(memcg);
3239
3240         /* try to free all pages in this cgroup */
3241         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3242                 int progress;
3243
3244                 if (signal_pending(current))
3245                         return -EINTR;
3246
3247                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3248                                                         GFP_KERNEL, true);
3249                 if (!progress) {
3250                         nr_retries--;
3251                         /* maybe some writeback is necessary */
3252                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3253                 }
3254
3255         }
3256
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3261                                             char *buf, size_t nbytes,
3262                                             loff_t off)
3263 {
3264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3265
3266         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3267                 return -EINVAL;
3268         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3269 }
3270
3271 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3272                                      struct cftype *cft)
3273 {
3274         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3275 }
3276
3277 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3278                                       struct cftype *cft, u64 val)
3279 {
3280         int retval = 0;
3281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3282         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3283
3284         if (memcg->use_hierarchy == val)
3285                 return 0;
3286
3287         /*
3288          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3289          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3290          * occur, provided the current cgroup has no children.
3291          *
3292          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3293          * set if there are no children.
3294          */
3295         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3296                                 (val == 1 || val == 0)) {
3297                 if (!memcg_has_children(memcg))
3298                         memcg->use_hierarchy = val;
3299                 else
3300                         retval = -EBUSY;
3301         } else
3302                 retval = -EINVAL;
3303
3304         return retval;
3305 }
3306
3307 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3308 {
3309         unsigned long val;
3310
3311         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3312                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3313                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3314                 if (swap)
3315                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3316         } else {
3317                 if (!swap)
3318                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3319                 else
3320                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3321         }
3322         return val;
3323 }
3324
3325 enum {
3326         RES_USAGE,
3327         RES_LIMIT,
3328         RES_MAX_USAGE,
3329         RES_FAILCNT,
3330         RES_SOFT_LIMIT,
3331 };
3332
3333 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3334                                struct cftype *cft)
3335 {
3336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3337         struct page_counter *counter;
3338
3339         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3340         case _MEM:
3341                 counter = &memcg->memory;
3342                 break;
3343         case _MEMSWAP:
3344                 counter = &memcg->memsw;
3345                 break;
3346         case _KMEM:
3347                 counter = &memcg->kmem;
3348                 break;
3349         case _TCP:
3350                 counter = &memcg->tcpmem;
3351                 break;
3352         default:
3353                 BUG();
3354         }
3355
3356         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3357         case RES_USAGE:
3358                 if (counter == &memcg->memory)
3359                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3360                 if (counter == &memcg->memsw)
3361                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3362                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3363         case RES_LIMIT:
3364                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3365         case RES_MAX_USAGE:
3366                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3367         case RES_FAILCNT:
3368                 return counter->failcnt;
3369         case RES_SOFT_LIMIT:
3370                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3371         default:
3372                 BUG();
3373         }
3374 }
3375
3376 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3377 {
3378         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3379         struct mem_cgroup *mi;
3380         int node, cpu, i;
3381
3382         for_each_online_cpu(cpu)
3383                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3384                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3385
3386         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3387                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3388                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3389
3390         for_each_node(node) {
3391                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3392                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3393
3394                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3395                         stat[i] = 0;
3396
3397                 for_each_online_cpu(cpu)
3398                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3399                                 stat[i] += per_cpu(
3400                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3401
3402                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3403                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3404                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3405         }
3406 }
3407
3408 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3409 {
3410         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3411         struct mem_cgroup *mi;
3412         int cpu, i;
3413
3414         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3415                 events[i] = 0;
3416
3417         for_each_online_cpu(cpu)
3418                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3419                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3420                                              cpu);
3421
3422         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3423                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3424                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3425 }
3426
3427 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3428 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3429 {
3430         int memcg_id;
3431
3432         if (cgroup_memory_nokmem)
3433                 return 0;
3434
3435         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3436         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3437
3438         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3439         if (memcg_id < 0)
3440                 return memcg_id;
3441
3442         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3443         /*
3444          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3445          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3446          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3447          * patched.
3448          */
3449         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3450         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3451         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3452
3453         return 0;
3454 }
3455
3456 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3457 {
3458         struct cgroup_subsys_state *css;
3459         struct mem_cgroup *parent, *child;
3460         int kmemcg_id;
3461
3462         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3463                 return;
3464         /*
3465          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3466          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3467          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3468          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3469          */
3470         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3471
3472         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3473         if (!parent)
3474                 parent = root_mem_cgroup;
3475
3476         /*
3477          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3478          */
3479         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3480
3481         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3482         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3483
3484         /*
3485          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3486          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3487          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3488          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3489          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3490          * memcg_drain_all_list_lrus().
3491          */
3492         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3493         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3494                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3495                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3496                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3497                 if (!memcg->use_hierarchy)
3498                         break;
3499         }
3500         rcu_read_unlock();
3501
3502         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3503
3504         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3505 }
3506
3507 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3508 {
3509         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3510         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3511                 memcg_offline_kmem(memcg);
3512
3513         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3514                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3515                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3516         }
3517 }
3518 #else
3519 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3520 {
3521         return 0;
3522 }
3523 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3524 {
3525 }
3526 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3527 {
3528 }
3529 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3530
3531 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3532                                  unsigned long max)
3533 {
3534         int ret;
3535
3536         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3537         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3538         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3539         return ret;
3540 }
3541
3542 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3543 {
3544         int ret;
3545
3546         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3547
3548         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3549         if (ret)
3550                 goto out;
3551
3552         if (!memcg->tcpmem_active) {
3553                 /*
3554                  * The active flag needs to be written after the static_key
3555                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3556                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3557                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3558                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3559                  *
3560                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3561                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3562                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3563                  * yet, we'll lose accounting.
3564                  *
3565                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3566                  * because when this value change, the code to process it is not
3567                  * patched in yet.
3568                  */
3569                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3570                 memcg->tcpmem_active = true;
3571         }
3572 out:
3573         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3574         return ret;
3575 }
3576
3577 /*
3578  * The user of this function is...
3579  * RES_LIMIT.
3580  */
3581 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3582                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3583 {
3584         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3585         unsigned long nr_pages;
3586         int ret;
3587
3588         buf = strstrip(buf);
3589         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3590         if (ret)
3591                 return ret;
3592
3593         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3594         case RES_LIMIT:
3595                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3596                         ret = -EINVAL;
3597                         break;
3598                 }
3599                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3600                 case _MEM:
3601                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3602                         break;
3603                 case _MEMSWAP:
3604                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3605                         break;
3606                 case _KMEM:
3607                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3608                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3609                                      "depend on this functionality.\n");
3610                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3611                         break;
3612                 case _TCP:
3613                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3614                         break;
3615                 }
3616                 break;
3617         case RES_SOFT_LIMIT:
3618                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3619                 ret = 0;
3620                 break;
3621         }
3622         return ret ?: nbytes;
3623 }
3624
3625 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3626                                 size_t nbytes, loff_t off)
3627 {
3628         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3629         struct page_counter *counter;
3630
3631         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3632         case _MEM:
3633                 counter = &memcg->memory;
3634                 break;
3635         case _MEMSWAP:
3636                 counter = &memcg->memsw;
3637                 break;
3638         case _KMEM:
3639                 counter = &memcg->kmem;
3640                 break;
3641         case _TCP:
3642                 counter = &memcg->tcpmem;
3643                 break;
3644         default:
3645                 BUG();
3646         }
3647
3648         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3649         case RES_MAX_USAGE:
3650                 page_counter_reset_watermark(counter);
3651                 break;
3652         case RES_FAILCNT:
3653                 counter->failcnt = 0;
3654                 break;
3655         default:
3656                 BUG();
3657         }
3658
3659         return nbytes;
3660 }
3661
3662 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3663                                         struct cftype *cft)
3664 {
3665         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3666 }
3667
3668 #ifdef CONFIG_MMU
3669 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3670                                         struct cftype *cft, u64 val)
3671 {
3672         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3673
3674         if (val & ~MOVE_MASK)
3675                 return -EINVAL;
3676
3677         /*
3678          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3679          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3680          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3681          * affect task migrations starting after the change.
3682          */
3683         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3684         return 0;
3685 }
3686 #else
3687 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3688                                         struct cftype *cft, u64 val)
3689 {
3690         return -ENOSYS;
3691 }
3692 #endif
3693
3694 #ifdef CONFIG_NUMA
3695
3696 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3697 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3698 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3699
3700 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3701                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3702 {
3703         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3704         unsigned long nr = 0;
3705         enum lru_list lru;
3706
3707         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3708
3709         for_each_lru(lru) {
3710                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3711                         continue;
3712                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3713         }
3714         return nr;
3715 }
3716
3717 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3718                                              unsigned int lru_mask)
3719 {
3720         unsigned long nr = 0;
3721         enum lru_list lru;
3722
3723         for_each_lru(lru) {
3724                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3725                         continue;
3726                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3727         }
3728         return nr;
3729 }
3730
3731 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3732 {
3733         struct numa_stat {
3734                 const char *name;
3735                 unsigned int lru_mask;
3736         };
3737
3738         static const struct numa_stat stats[] = {
3739                 { "total", LRU_ALL },
3740                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3741                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3742                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3743         };
3744         const struct numa_stat *stat;
3745         int nid;
3746         unsigned long nr;
3747         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3748
3749         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3750                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3751                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3752                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3753                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3754                                                           stat->lru_mask);
3755                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3756                 }
3757                 seq_putc(m, '\n');
3758         }
3759
3760         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3761                 struct mem_cgroup *iter;
3762
3763                 nr = 0;
3764                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3765                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3766                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3767                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3768                         nr = 0;
3769                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3770                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3771                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3772                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3773                 }
3774                 seq_putc(m, '\n');
3775         }
3776
3777         return 0;
3778 }
3779 #endif /* CONFIG_NUMA */
3780
3781 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3782         MEMCG_CACHE,
3783         MEMCG_RSS,
3784         MEMCG_RSS_HUGE,
3785         NR_SHMEM,
3786         NR_FILE_MAPPED,
3787         NR_FILE_DIRTY,
3788         NR_WRITEBACK,
3789         MEMCG_SWAP,
3790 };
3791
3792 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3793         "cache",
3794         "rss",
3795         "rss_huge",
3796         "shmem",
3797         "mapped_file",
3798         "dirty",
3799         "writeback",
3800         "swap",
3801 };
3802
3803 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3804 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3805         PGPGIN,
3806         PGPGOUT,
3807         PGFAULT,
3808         PGMAJFAULT,
3809 };
3810
3811 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3812 {
3813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3814         unsigned long memory, memsw;
3815         struct mem_cgroup *mi;
3816         unsigned int i;
3817
3818         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3819
3820         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3821                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3822                         continue;
3823                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3824                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3825                            PAGE_SIZE);
3826         }
3827
3828         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3829                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3830                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3831
3832         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3833                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3834                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3835                            PAGE_SIZE);
3836
3837         /* Hierarchical information */
3838         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3839         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3840                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3841                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3842         }
3843         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3844                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3845         if (do_memsw_account())
3846                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3847                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3848
3849         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3850                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3851                         continue;
3852                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3853                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3854                            PAGE_SIZE);
3855         }
3856
3857         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3858                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3859                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
3860                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3861
3862         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3863                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
3864                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3865                            PAGE_SIZE);
3866
3867 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3868         {
3869                 pg_data_t *pgdat;
3870                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3871                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3872                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3873                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3874
3875                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3876                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3877                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3878
3879                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3880                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3881                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3882                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3883                 }
3884                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3885                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3886                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3887                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3888         }
3889 #endif
3890
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3895                                       struct cftype *cft)
3896 {
3897         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3898
3899         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3900 }
3901
3902 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3903                                        struct cftype *cft, u64 val)
3904 {
3905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3906
3907         if (val > 100)
3908                 return -EINVAL;
3909
3910         if (css->parent)
3911                 memcg->swappiness = val;
3912         else
3913                 vm_swappiness = val;
3914
3915         return 0;
3916 }
3917
3918 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3919 {
3920         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3921         unsigned long usage;
3922         int i;
3923
3924         rcu_read_lock();
3925         if (!swap)
3926                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3927         else
3928                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3929
3930         if (!t)
3931                 goto unlock;
3932
3933         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3934
3935         /*
3936          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3937          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3938          * call of __mem_cgroup_threshold().
3939          */
3940         i = t->current_threshold;
3941
3942         /*
3943          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3944          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3945          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3946          * only one element of the array here.
3947          */
3948         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3949                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3950
3951         /* i = current_threshold + 1 */
3952         i++;
3953
3954         /*
3955          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3956          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3957          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3958          * only one element of the array here.
3959          */
3960         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3961                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3962
3963         /* Update current_threshold */
3964         t->current_threshold = i - 1;
3965 unlock:
3966         rcu_read_unlock();
3967 }
3968
3969 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971         while (memcg) {
3972                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3973                 if (do_memsw_account())
3974                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3975
3976                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3977         }
3978 }
3979
3980 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3981 {
3982         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3983         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3984
3985         if (_a->threshold > _b->threshold)
3986                 return 1;
3987
3988         if (_a->threshold < _b->threshold)
3989                 return -1;
3990
3991         return 0;
3992 }
3993
3994 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3995 {
3996         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3997
3998         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3999
4000         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4001                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4002
4003         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4004         return 0;
4005 }
4006
4007 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4008 {
4009         struct mem_cgroup *iter;
4010
4011         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4012                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4013 }
4014
4015 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4016         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4017 {
4018         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4019         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4020         unsigned long threshold;
4021         unsigned long usage;
4022         int i, size, ret;
4023
4024         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4025         if (ret)
4026                 return ret;
4027
4028         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4029
4030         if (type == _MEM) {
4031                 thresholds = &memcg->thresholds;
4032                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4033         } else if (type == _MEMSWAP) {
4034                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4035                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4036         } else
4037                 BUG();
4038
4039         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4040         if (thresholds->primary)
4041                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4042
4043         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4044
4045         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4046         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4047         if (!new) {
4048                 ret = -ENOMEM;
4049                 goto unlock;
4050         }
4051         new->size = size;
4052
4053         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4054         if (thresholds->primary) {
4055                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4056                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4057         }
4058
4059         /* Add new threshold */
4060         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4061         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4062
4063         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4064         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4065                         compare_thresholds, NULL);
4066
4067         /* Find current threshold */
4068         new->current_threshold = -1;
4069         for (i = 0; i < size; i++) {
4070                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4071                         /*
4072                          * new->current_threshold will not be used until
4073                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4074                          * it here.
4075                          */
4076                         ++new->current_threshold;
4077                 } else
4078                         break;
4079         }
4080
4081         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4082         kfree(thresholds->spare);
4083         thresholds->spare = thresholds->primary;
4084
4085         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4086
4087         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4088         synchronize_rcu();
4089
4090 unlock:
4091         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4092
4093         return ret;
4094 }
4095
4096 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4097         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4098 {
4099         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4100 }
4101
4102 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4103         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4104 {
4105         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4106 }
4107
4108 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4109         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4110 {
4111         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4112         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4113         unsigned long usage;
4114         int i, j, size, entries;
4115
4116         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4117
4118         if (type == _MEM) {
4119                 thresholds = &memcg->thresholds;
4120                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4121         } else if (type == _MEMSWAP) {
4122                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4123                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4124         } else
4125                 BUG();
4126
4127         if (!thresholds->primary)
4128                 goto unlock;
4129
4130         /* Check if a threshold crossed before removing */
4131         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4132
4133         /* Calculate new number of threshold */
4134         size = entries = 0;
4135         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4136                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4137                         size++;
4138                 else
4139                         entries++;
4140         }
4141
4142         new = thresholds->spare;
4143
4144         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4145         if (!entries)
4146                 goto unlock;
4147
4148         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4149         if (!size) {
4150                 kfree(new);
4151                 new = NULL;
4152                 goto swap_buffers;
4153         }
4154
4155         new->size = size;
4156
4157         /* Copy thresholds and find current threshold */
4158         new->current_threshold = -1;
4159         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4160                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4161                         continue;
4162
4163                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4164                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4165                         /*
4166                          * new->current_threshold will not be used
4167                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4168                          * it here.
4169                          */
4170                         ++new->current_threshold;
4171                 }
4172                 j++;
4173         }
4174
4175 swap_buffers:
4176         /* Swap primary and spare array */
4177         thresholds->spare = thresholds->primary;
4178
4179         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4180
4181         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4182         synchronize_rcu();
4183
4184         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4185         if (!new) {
4186                 kfree(thresholds->spare);
4187                 thresholds->spare = NULL;
4188         }
4189 unlock:
4190         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4191 }
4192
4193 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4194         struct eventfd_ctx *eventfd)
4195 {
4196         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4197 }
4198
4199 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4200         struct eventfd_ctx *eventfd)
4201 {
4202         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4203 }
4204
4205 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4206         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4207 {
4208         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4209
4210         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4211         if (!event)
4212                 return -ENOMEM;
4213
4214         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4215
4216         event->eventfd = eventfd;
4217         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4218
4219         /* already in OOM ? */
4220         if (memcg->under_oom)
4221                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4222         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4223
4224         return 0;
4225 }
4226
4227 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4228         struct eventfd_ctx *eventfd)
4229 {
4230         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4231
4232         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4233
4234         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4235                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4236                         list_del(&ev->list);
4237                         kfree(ev);
4238                 }
4239         }
4240
4241         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4242 }
4243
4244 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4245 {
4246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4247
4248         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4249         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4250         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4251                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4252         return 0;
4253 }
4254
4255 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4256         struct cftype *cft, u64 val)
4257 {
4258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4259
4260         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4261         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4262                 return -EINVAL;
4263
4264         memcg->oom_kill_disable = val;
4265         if (!val)
4266                 memcg_oom_recover(memcg);
4267
4268         return 0;
4269 }
4270
4271 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4272
4273 #include <trace/events/writeback.h>
4274
4275 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4276 {
4277         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4278 }
4279
4280 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4281 {
4282         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4283 }
4284
4285 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4286 {
4287         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4288 }
4289
4290 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4291 {
4292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4293
4294         if (!memcg->css.parent)
4295                 return NULL;
4296
4297         return &memcg->cgwb_domain;
4298 }
4299
4300 /*
4301  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4302  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4303  */
4304 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4305 {
4306         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4307         int cpu;
4308
4309         for_each_online_cpu(cpu)
4310                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4311         if (x < 0)
4312                 x = 0;
4313         return x;
4314 }
4315
4316 /**
4317  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4318  * @wb: bdi_writeback in question
4319  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4320  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4321  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4322  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4323  *
4324  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4325  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4326  * is a bit more involved.
4327  *
4328  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4329  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4330  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4331  * available memory in the system.  The caller should further cap
4332  * *@pheadroom accordingly.
4333  */
4334 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4335                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4336                          unsigned long *pwriteback)
4337 {
4338         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4339         struct mem_cgroup *parent;
4340
4341         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4342
4343         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4344         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4345                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4346         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4347
4348         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4349                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4350                                             READ_ONCE(memcg->high));
4351                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4352
4353                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4354                 memcg = parent;
4355         }
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Foreign dirty flushing
4360  *
4361  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4362  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4363  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4364  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4365  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4366  * different cgroups isn't a common use-case.
4367  *
4368  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4369  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4370  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4371  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4372  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4373  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4374  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4375  * make writeback of the dirty pages happen.
4376  *
4377  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4378  * severely throttled after making some progress after each
4379  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4380  * completely idle.
4381  *
4382  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4383  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4384  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4385  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4386  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4387  *
4388  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4389  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4390  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4391  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4392  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4393  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4394  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4395  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4396  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4397  *
4398  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4399  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4400  * records are lockless and racy.
4401  */
4402 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4403                                              struct bdi_writeback *wb)
4404 {
4405         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4406         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4407         u64 now = get_jiffies_64();
4408         u64 oldest_at = now;
4409         int oldest = -1;
4410         int i;
4411
4412         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4413
4414         /*
4415          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4416          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4417          * written out.
4418          */
4419         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4420                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4421                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4422                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4423                         break;
4424                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4425                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4426                         oldest = i;
4427                         oldest_at = frn->at;
4428                 }
4429         }
4430
4431         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4432                 /*
4433                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4434                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4435                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4436                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4437                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4438                  */
4439                 unsigned long update_intv =
4440                         min_t(unsigned long, HZ,
4441                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4442
4443                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4444                         frn->at = now;
4445         } else if (oldest >= 0) {
4446                 /* replace the oldest free one */
4447                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4448                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4449                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4450                 frn->at = now;
4451         }
4452 }
4453
4454 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4455 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4456 {
4457         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4458         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4459         u64 now = jiffies_64;
4460         int i;
4461
4462         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4463                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4464
4465                 /*
4466                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4467                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4468                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4469                  * already one in flight.
4470                  */
4471                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4472                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4473                         frn->at = 0;
4474                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4475                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4476                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4477                                                &frn->done);
4478                 }
4479         }
4480 }
4481
4482 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4483
4484 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4485 {
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4490 {
4491 }
4492
4493 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4494 {
4495 }
4496
4497 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4498
4499 /*
4500  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4501  *
4502  * "cgroup.event_control" implementation.
4503  *
4504  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4505  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4506  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4507  *
4508  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4509  * possible.
4510  */
4511
4512 /*
4513  * Unregister event and free resources.
4514  *
4515  * Gets called from workqueue.
4516  */
4517 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4518 {
4519         struct mem_cgroup_event *event =
4520                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4521         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4522
4523         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4524
4525         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4526
4527         /* Notify userspace the event is going away. */
4528         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4529
4530         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4531         kfree(event);
4532         css_put(&memcg->css);
4533 }
4534
4535 /*
4536  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4537  *
4538  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4539  */
4540 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4541                             int sync, void *key)
4542 {
4543         struct mem_cgroup_event *event =
4544                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4545         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4546         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4547
4548         if (flags & EPOLLHUP) {
4549                 /*
4550                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4551                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4552                  * for us.
4553                  *
4554                  * We can't race against event freeing since the other
4555                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4556                  * which we hold.
4557                  */
4558                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4559                 if (!list_empty(&event->list)) {
4560                         list_del_init(&event->list);
4561                         /*
4562                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4563                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4564                          */
4565                         schedule_work(&event->remove);
4566                 }
4567                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4568         }
4569
4570         return 0;
4571 }
4572
4573 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4574                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4575 {
4576         struct mem_cgroup_event *event =
4577                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4578
4579         event->wqh = wqh;
4580         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4581 }
4582
4583 /*
4584  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4585  *
4586  * Parse input and register new cgroup event handler.
4587  *
4588  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4589  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4590  */
4591 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4592                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4593 {
4594         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4595         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4596         struct mem_cgroup_event *event;
4597         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4598         unsigned int efd, cfd;
4599         struct fd efile;
4600         struct fd cfile;
4601         const char *name;
4602         char *endp;
4603         int ret;
4604
4605         buf = strstrip(buf);
4606
4607         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4608         if (*endp != ' ')
4609                 return -EINVAL;
4610         buf = endp + 1;
4611
4612         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4613         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4614                 return -EINVAL;
4615         buf = endp + 1;
4616
4617         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4618         if (!event)
4619                 return -ENOMEM;
4620
4621         event->memcg = memcg;
4622         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4623         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4624         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4625         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4626
4627         efile = fdget(efd);
4628         if (!efile.file) {
4629                 ret = -EBADF;
4630                 goto out_kfree;
4631         }
4632
4633         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4634         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4635                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4636                 goto out_put_efile;
4637         }
4638
4639         cfile = fdget(cfd);
4640         if (!cfile.file) {
4641                 ret = -EBADF;
4642                 goto out_put_eventfd;
4643         }
4644
4645         /* the process need read permission on control file */
4646         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4647         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4648         if (ret < 0)
4649                 goto out_put_cfile;
4650
4651         /*
4652          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4653          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4654          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4655          * is for compatibility anyway.
4656          *
4657          * DO NOT ADD NEW FILES.
4658          */
4659         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4660
4661         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4662                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4663                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4664         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4665                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4666                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4667         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4668                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4669                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4670         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4671                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4672                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4673         } else {
4674                 ret = -EINVAL;
4675                 goto out_put_cfile;
4676         }
4677
4678         /*
4679          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4680          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4681          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4682          */
4683         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4684                                                &memory_cgrp_subsys);
4685         ret = -EINVAL;
4686         if (IS_ERR(cfile_css))
4687                 goto out_put_cfile;
4688         if (cfile_css != css) {
4689                 css_put(cfile_css);
4690                 goto out_put_cfile;
4691         }
4692
4693         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4694         if (ret)
4695                 goto out_put_css;
4696
4697         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4698
4699         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4700         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4701         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4702
4703         fdput(cfile);
4704         fdput(efile);
4705
4706         return nbytes;
4707
4708 out_put_css:
4709         css_put(css);
4710 out_put_cfile:
4711         fdput(cfile);
4712 out_put_eventfd:
4713         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4714 out_put_efile:
4715         fdput(efile);
4716 out_kfree:
4717         kfree(event);
4718
4719         return ret;
4720 }
4721
4722 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4723         {
4724                 .name = "usage_in_bytes",
4725                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4726                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4727         },
4728         {
4729                 .name = "max_usage_in_bytes",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4731                 .write = mem_cgroup_reset,
4732                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4733         },
4734         {
4735                 .name = "limit_in_bytes",
4736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4737                 .write = mem_cgroup_write,
4738                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4739         },
4740         {
4741                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4742                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4743                 .write = mem_cgroup_write,
4744                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4745         },
4746         {
4747                 .name = "failcnt",
4748                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4749                 .write = mem_cgroup_reset,
4750                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4751         },
4752         {
4753                 .name = "stat",
4754                 .seq_show = memcg_stat_show,
4755         },
4756         {
4757                 .name = "force_empty",
4758                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4759         },
4760         {
4761                 .name = "use_hierarchy",
4762                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4763                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4764         },
4765         {
4766                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4767                 .write = memcg_write_event_control,
4768                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4769         },
4770         {
4771                 .name = "swappiness",
4772                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4773                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4774         },
4775         {
4776                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4777                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4778                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4779         },
4780         {
4781                 .name = "oom_control",
4782                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4783                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4784                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4785         },
4786         {
4787                 .name = "pressure_level",
4788         },
4789 #ifdef CONFIG_NUMA
4790         {
4791                 .name = "numa_stat",
4792                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4793         },
4794 #endif
4795         {
4796                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4797                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4798                 .write = mem_cgroup_write,
4799                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4800         },
4801         {
4802                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4803                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4804                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4805         },
4806         {
4807                 .name = "kmem.failcnt",
4808                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4809                 .write = mem_cgroup_reset,
4810                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4811         },
4812         {
4813                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4814                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4815                 .write = mem_cgroup_reset,
4816                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4817         },
4818 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4819         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4820         {
4821                 .name = "kmem.slabinfo",
4822                 .seq_start = memcg_slab_start,
4823                 .seq_next = memcg_slab_next,
4824                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4825                 .seq_show = memcg_slab_show,
4826         },
4827 #endif
4828         {
4829                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4830                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4831                 .write = mem_cgroup_write,
4832                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4833         },
4834         {
4835                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4836                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4837                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4838         },
4839         {
4840                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4841                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4842                 .write = mem_cgroup_reset,
4843                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4844         },
4845         {
4846                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4847                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4848                 .write = mem_cgroup_reset,
4849                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4850         },
4851         { },    /* terminate */
4852 };
4853
4854 /*
4855  * Private memory cgroup IDR
4856  *
4857  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4858  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4859  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4860  * memory-controlled cgroups to 64k.
4861  *
4862  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4863  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4864  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4865  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4866  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4867  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4868  *
4869  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4870  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4871  * when the CSS is offlined.
4872  *
4873  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4874  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4875  * those references are manageable from userspace.
4876  */
4877
4878 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4879
4880 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4881 {
4882         if (memcg->id.id > 0) {
4883                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4884                 memcg->id.id = 0;
4885         }
4886 }
4887
4888 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
4889                                                   unsigned int n)
4890 {
4891         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4892 }
4893
4894 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4895 {
4896         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4897                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4898
4899                 /* Memcg ID pins CSS */
4900                 css_put(&memcg->css);
4901         }
4902 }
4903
4904 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4905 {
4906         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4907 }
4908
4909 /**
4910  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4911  * @id: the memcg id to look up
4912  *
4913  * Caller must hold rcu_read_lock().
4914  */
4915 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4916 {
4917         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4918         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4919 }
4920
4921 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4922 {
4923         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4924         int tmp = node;
4925         /*
4926          * This routine is called against possible nodes.
4927          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4928          *
4929          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4930          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4931          *       function.
4932          */
4933         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4934                 tmp = -1;
4935         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4936         if (!pn)
4937                 return 1;
4938
4939         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4940         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4941                 kfree(pn);
4942                 return 1;
4943         }
4944
4945         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4946         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4947                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4948                 kfree(pn);
4949                 return 1;
4950         }
4951
4952         lruvec_init(&pn->lruvec);
4953         pn->usage_in_excess = 0;
4954         pn->on_tree = false;
4955         pn->memcg = memcg;
4956
4957         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4958         return 0;
4959 }
4960
4961 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4962 {
4963         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4964
4965         if (!pn)
4966                 return;
4967
4968         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4969         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4970         kfree(pn);
4971 }
4972
4973 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4974 {
4975         int node;
4976
4977         for_each_node(node)
4978                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4979         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4980         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4981         kfree(memcg);
4982 }
4983
4984 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4985 {
4986         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4987         /*
4988          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
4989          * on parent's and all ancestor levels.
4990          */
4991         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
4992         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
4993         __mem_cgroup_free(memcg);
4994 }
4995
4996 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4997 {
4998         struct mem_cgroup *memcg;
4999         unsigned int size;
5000         int node;
5001         int __maybe_unused i;
5002         long error = -ENOMEM;
5003
5004         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5005         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5006
5007         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5008         if (!memcg)
5009                 return ERR_PTR(error);
5010
5011         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5012                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5013                                  GFP_KERNEL);
5014         if (memcg->id.id < 0) {
5015                 error = memcg->id.id;
5016                 goto fail;
5017         }
5018
5019         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5020         if (!memcg->vmstats_local)
5021                 goto fail;
5022
5023         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5024         if (!memcg->vmstats_percpu)
5025                 goto fail;
5026
5027         for_each_node(node)
5028                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5029                         goto fail;
5030
5031         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5032                 goto fail;
5033
5034         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5035         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5036         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5037         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5038         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5039         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5040         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5041         memcg->socket_pressure = jiffies;
5042 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5043         memcg->kmemcg_id = -1;
5044 #endif
5045 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5046         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5047         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5048                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5049                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5050 #endif
5051 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5052         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5053         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5054         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5055 #endif
5056         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5057         return memcg;
5058 fail:
5059         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5060         __mem_cgroup_free(memcg);
5061         return ERR_PTR(error);
5062 }
5063
5064 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5065 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5068         struct mem_cgroup *memcg;
5069         long error = -ENOMEM;
5070
5071         memcg = mem_cgroup_alloc();
5072         if (IS_ERR(memcg))
5073                 return ERR_CAST(memcg);
5074
5075         WRITE_ONCE(memcg->high, PAGE_COUNTER_MAX);
5076         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5077         if (parent) {
5078                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5079                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5080         }
5081         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5082                 memcg->use_hierarchy = true;
5083                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5084                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5085                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5086                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5087                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5088         } else {
5089                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5090                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5091                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5092                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5093                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5094                 /*
5095                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5096                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5097                  * unfortunate state in our controller.
5098                  */
5099                 if (parent != root_mem_cgroup)
5100                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5101         }
5102
5103         /* The following stuff does not apply to the root */
5104         if (!parent) {
5105 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5106                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5107 #endif
5108                 root_mem_cgroup = memcg;
5109                 return &memcg->css;
5110         }
5111
5112         error = memcg_online_kmem(memcg);
5113         if (error)
5114                 goto fail;
5115
5116         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5117                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5118
5119         return &memcg->css;
5120 fail:
5121         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5122         mem_cgroup_free(memcg);
5123         return ERR_PTR(error);
5124 }
5125
5126 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5127 {
5128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5129
5130         /*
5131          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5132          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5133          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5134          */
5135         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5136                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5137                 return -ENOMEM;
5138         }
5139
5140         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5141         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5142         css_get(css);
5143         return 0;
5144 }
5145
5146 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5147 {
5148         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5149         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5150
5151         /*
5152          * Unregister events and notify userspace.
5153          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5154          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5155          */
5156         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5157         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5158                 list_del_init(&event->list);
5159                 schedule_work(&event->remove);
5160         }
5161         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5162
5163         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5164         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5165
5166         memcg_offline_kmem(memcg);
5167         wb_memcg_offline(memcg);
5168
5169         drain_all_stock(memcg);
5170
5171         mem_cgroup_id_put(memcg);
5172 }
5173
5174 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5175 {
5176         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5177
5178         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5179 }
5180
5181 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5182 {
5183         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5184         int __maybe_unused i;
5185
5186 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5187         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5188                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5189 #endif
5190         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5191                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5192
5193         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5194                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5195
5196         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5197         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5198         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5199         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5200         memcg_free_kmem(memcg);
5201         mem_cgroup_free(memcg);
5202 }
5203
5204 /**
5205  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5206  * @css: the target css
5207  *
5208  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5209  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5210  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5211  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5212  * made visible again.
5213  *
5214  * The current implementation only resets the essential configurations.
5215  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5216  */
5217 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5218 {
5219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5220
5221         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5222         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5223         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5224         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5225         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5226         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5227         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5228         WRITE_ONCE(memcg->high, PAGE_COUNTER_MAX);
5229         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5230         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5231 }
5232
5233 #ifdef CONFIG_MMU
5234 /* Handlers for move charge at task migration. */
5235 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5236 {
5237         int ret;
5238
5239         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5240         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5241         if (!ret) {
5242                 mc.precharge += count;
5243                 return ret;
5244         }
5245
5246         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5247         while (count--) {
5248                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5249                 if (ret)
5250                         return ret;
5251                 mc.precharge++;
5252                 cond_resched();
5253         }
5254         return 0;
5255 }
5256
5257 union mc_target {
5258         struct page     *page;
5259         swp_entry_t     ent;
5260 };
5261
5262 enum mc_target_type {
5263         MC_TARGET_NONE = 0,
5264         MC_TARGET_PAGE,
5265         MC_TARGET_SWAP,
5266         MC_TARGET_DEVICE,
5267 };
5268
5269 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5270                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5271 {
5272         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5273
5274         if (!page || !page_mapped(page))
5275                 return NULL;
5276         if (PageAnon(page)) {
5277                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5278                         return NULL;
5279         } else {
5280                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5281                         return NULL;
5282         }
5283         if (!get_page_unless_zero(page))
5284                 return NULL;
5285
5286         return page;
5287 }
5288
5289 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5290 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5291                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5292 {
5293         struct page *page = NULL;
5294         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5295
5296         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5297                 return NULL;
5298
5299         /*
5300          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5301          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5302          * as special swap entry in the CPU page table.
5303          */
5304         if (is_device_private_entry(ent)) {
5305                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5306                 /*
5307                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5308                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5309                  */
5310                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5311                         return NULL;
5312                 return page;
5313         }
5314
5315         /*
5316          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5317          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5318          */
5319         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5320         if (do_memsw_account())
5321                 entry->val = ent.val;
5322
5323         return page;
5324 }
5325 #else
5326 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5327                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5328 {
5329         return NULL;
5330 }
5331 #endif
5332
5333 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5334                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5335 {
5336         struct page *page = NULL;
5337         struct address_space *mapping;
5338         pgoff_t pgoff;
5339
5340         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5341                 return NULL;
5342         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5343                 return NULL;
5344
5345         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5346         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5347
5348         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5349 #ifdef CONFIG_SWAP
5350         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5351         if (shmem_mapping(mapping)) {
5352                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5353                 if (xa_is_value(page)) {
5354                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5355                         if (do_memsw_account())
5356                                 *entry = swp;
5357                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5358                                              swp_offset(swp));
5359                 }
5360         } else
5361                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5362 #else
5363         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5364 #endif
5365         return page;
5366 }
5367
5368 /**
5369  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5370  * @page: the page
5371  * @compound: charge the page as compound or small page
5372  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5373  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5374  *
5375  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5376  *
5377  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5378  * from old cgroup.
5379  */
5380 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5381                                    bool compound,
5382                                    struct mem_cgroup *from,
5383                                    struct mem_cgroup *to)
5384 {
5385         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5386         struct pglist_data *pgdat;
5387         unsigned long flags;
5388         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5389         int ret;
5390         bool anon;
5391
5392         VM_BUG_ON(from == to);
5393         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5394         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5395
5396         /*
5397          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5398          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5399          */
5400         ret = -EBUSY;
5401         if (!trylock_page(page))
5402                 goto out;
5403
5404         ret = -EINVAL;
5405         if (page->mem_cgroup != from)
5406                 goto out_unlock;
5407
5408         anon = PageAnon(page);
5409
5410         pgdat = page_pgdat(page);
5411         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5412         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5413
5414         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5415
5416         if (!anon && page_mapped(page)) {
5417                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5418                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5419         }
5420
5421         /*
5422          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5423          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5424          * So mapping should be stable for dirty pages.
5425          */
5426         if (!anon && PageDirty(page)) {
5427                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5428
5429                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5430                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5431                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5432                 }
5433         }
5434
5435         if (PageWriteback(page)) {
5436                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5437                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5438         }
5439
5440         /*
5441          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5442          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5443          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5444          */
5445
5446         /* caller should have done css_get */
5447         page->mem_cgroup = to;
5448
5449         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5450
5451         ret = 0;
5452
5453         local_irq_disable();
5454         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5455         memcg_check_events(to, page);
5456         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5457         memcg_check_events(from, page);
5458         local_irq_enable();
5459 out_unlock:
5460         unlock_page(page);
5461 out:
5462         return ret;
5463 }
5464
5465 /**
5466  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5467  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5468  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5469  * @ptent: the pte to be checked
5470  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5471  *
5472  * Returns
5473  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5474  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5475  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5476  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5477  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5478  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5479  *     in target->ent.
5480  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5481  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5482  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5483  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5484  *     regular page.
5485  *
5486  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5487  *
5488  * Called with pte lock held.
5489  */
5490
5491 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5492                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5493 {
5494         struct page *page = NULL;
5495         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5496         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5497
5498         if (pte_present(ptent))
5499                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5500         else if (is_swap_pte(ptent))
5501                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5502         else if (pte_none(ptent))
5503                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5504
5505         if (!page && !ent.val)
5506                 return ret;
5507         if (page) {
5508                 /*
5509                  * Do only loose check w/o serialization.
5510                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5511                  * not under LRU exclusion.
5512                  */
5513                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5514                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5515                         if (is_device_private_page(page))
5516                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5517                         if (target)
5518                                 target->page = page;
5519                 }
5520                 if (!ret || !target)
5521                         put_page(page);
5522         }
5523         /*
5524          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5525          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5526          */
5527         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5528             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5529                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5530                 if (target)
5531                         target->ent = ent;
5532         }
5533         return ret;
5534 }
5535
5536 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5537 /*
5538  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5539  * not support them for now.
5540  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5541  */
5542 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5543                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5544 {
5545         struct page *page = NULL;
5546         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5547
5548         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5549                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5550                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5551                 return ret;
5552         }
5553         page = pmd_page(pmd);
5554         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5555         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5556                 return ret;
5557         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5558                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5559                 if (target) {
5560                         get_page(page);
5561                         target->page = page;
5562                 }
5563         }
5564         return ret;
5565 }
5566 #else
5567 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5568                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5569 {
5570         return MC_TARGET_NONE;
5571 }
5572 #endif
5573
5574 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5575                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5576                                         struct mm_walk *walk)
5577 {
5578         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5579         pte_t *pte;
5580         spinlock_t *ptl;
5581
5582         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5583         if (ptl) {
5584                 /*
5585                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5586                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5587                  * this might change.
5588                  */
5589                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5590                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5591                 spin_unlock(ptl);
5592                 return 0;
5593         }
5594
5595         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5596                 return 0;
5597         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5598         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5599                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5600                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5601         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5602         cond_resched();
5603
5604         return 0;
5605 }
5606
5607 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5608         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5609 };
5610
5611 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5612 {
5613         unsigned long precharge;
5614
5615         down_read(&mm->mmap_sem);
5616         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5617         up_read(&mm->mmap_sem);
5618
5619         precharge = mc.precharge;
5620         mc.precharge = 0;
5621
5622         return precharge;
5623 }
5624
5625 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5626 {
5627         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5628
5629         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5630         mc.moving_task = current;
5631         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5632 }
5633
5634 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5635 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5636 {
5637         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5638         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5639
5640         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5641         if (mc.precharge) {
5642                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5643                 mc.precharge = 0;
5644         }
5645         /*
5646          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5647          * we must uncharge here.
5648          */
5649         if (mc.moved_charge) {
5650                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5651                 mc.moved_charge = 0;
5652         }
5653         /* we must fixup refcnts and charges */
5654         if (mc.moved_swap) {
5655                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5656                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5657                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5658
5659                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5660
5661                 /*
5662                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5663                  * should uncharge to->memory.
5664                  */
5665                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5666                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5667
5668                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5669                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5670
5671                 mc.moved_swap = 0;
5672         }
5673         memcg_oom_recover(from);
5674         memcg_oom_recover(to);
5675         wake_up_all(&mc.waitq);
5676 }
5677
5678 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5679 {
5680         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5681
5682         /*
5683          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5684          * task migration.
5685          */
5686         mc.moving_task = NULL;
5687         __mem_cgroup_clear_mc();
5688         spin_lock(&mc.lock);
5689         mc.from = NULL;
5690         mc.to = NULL;
5691         mc.mm = NULL;
5692         spin_unlock(&mc.lock);
5693
5694         mmput(mm);
5695 }
5696
5697 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5698 {
5699         struct cgroup_subsys_state *css;
5700         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5701         struct mem_cgroup *from;
5702         struct task_struct *leader, *p;
5703         struct mm_struct *mm;
5704         unsigned long move_flags;
5705         int ret = 0;
5706
5707         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5708         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5709                 return 0;
5710
5711         /*
5712          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5713          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5714          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5715          * multiple.
5716          */
5717         p = NULL;
5718         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5719                 WARN_ON_ONCE(p);
5720                 p = leader;
5721                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5722         }
5723         if (!p)
5724                 return 0;
5725
5726         /*
5727          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5728          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5729          * So we need to save it, and keep it going.
5730          */
5731         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5732         if (!move_flags)
5733                 return 0;
5734
5735         from = mem_cgroup_from_task(p);
5736
5737         VM_BUG_ON(from == memcg);
5738
5739         mm = get_task_mm(p);
5740         if (!mm)
5741                 return 0;
5742         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5743         if (mm->owner == p) {
5744                 VM_BUG_ON(mc.from);
5745                 VM_BUG_ON(mc.to);
5746                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5747                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5748                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5749
5750                 spin_lock(&mc.lock);
5751                 mc.mm = mm;
5752                 mc.from = from;
5753                 mc.to = memcg;
5754                 mc.flags = move_flags;
5755                 spin_unlock(&mc.lock);
5756                 /* We set mc.moving_task later */
5757
5758                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5759                 if (ret)
5760                         mem_cgroup_clear_mc();
5761         } else {
5762                 mmput(mm);
5763         }
5764         return ret;
5765 }
5766
5767 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5768 {
5769         if (mc.to)
5770                 mem_cgroup_clear_mc();
5771 }
5772
5773 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5774                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5775                                 struct mm_walk *walk)
5776 {
5777         int ret = 0;
5778         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5779         pte_t *pte;
5780         spinlock_t *ptl;
5781         enum mc_target_type target_type;
5782         union mc_target target;
5783         struct page *page;
5784
5785         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5786         if (ptl) {
5787                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5788                         spin_unlock(ptl);
5789                         return 0;
5790                 }
5791                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5792                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5793                         page = target.page;
5794                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5795                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5796                                                              mc.from, mc.to)) {
5797                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5798                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5799                                 }
5800                                 putback_lru_page(page);
5801                         }
5802                         put_page(page);
5803                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5804                         page = target.page;
5805                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5806                                                      mc.from, mc.to)) {
5807                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5808                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5809                         }
5810                         put_page(page);
5811                 }
5812                 spin_unlock(ptl);
5813                 return 0;
5814         }
5815
5816         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5817                 return 0;
5818 retry:
5819         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5820         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5821                 pte_t ptent = *(pte++);
5822                 bool device = false;
5823                 swp_entry_t ent;
5824
5825                 if (!mc.precharge)
5826                         break;
5827
5828                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5829                 case MC_TARGET_DEVICE:
5830                         device = true;
5831                         fallthrough;
5832                 case MC_TARGET_PAGE:
5833                         page = target.page;
5834                         /*
5835                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5836                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5837                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5838                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5839                          */
5840                         if (PageTransCompound(page))
5841                                 goto put;
5842                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5843                                 goto put;
5844                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5845                                                 mc.from, mc.to)) {
5846                                 mc.precharge--;
5847                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5848                                 mc.moved_charge++;
5849                         }
5850                         if (!device)
5851                                 putback_lru_page(page);
5852 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5853                         put_page(page);
5854                         break;
5855                 case MC_TARGET_SWAP:
5856                         ent = target.ent;
5857                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5858                                 mc.precharge--;
5859                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5860                                 mc.moved_swap++;
5861                         }
5862                         break;
5863                 default:
5864                         break;
5865                 }
5866         }
5867         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5868         cond_resched();
5869
5870         if (addr != end) {
5871                 /*
5872                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5873                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5874                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5875                  * phase.
5876                  */
5877                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5878                 if (!ret)
5879                         goto retry;
5880         }
5881
5882         return ret;
5883 }
5884
5885 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
5886         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5887 };
5888
5889 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5890 {
5891         lru_add_drain_all();
5892         /*
5893          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5894          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5895          * for already started RCU-only updates to finish.
5896          */
5897         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5898         synchronize_rcu();
5899 retry:
5900         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5901                 /*
5902                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5903                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5904                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5905                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5906                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5907                  */
5908                 __mem_cgroup_clear_mc();
5909                 cond_resched();
5910                 goto retry;
5911         }
5912         /*
5913          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5914          * additional charge, the page walk just aborts.
5915          */
5916         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
5917                         NULL);
5918
5919         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5920         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5921 }
5922
5923 static void mem_cgroup_move_task(void)
5924 {
5925         if (mc.to) {
5926                 mem_cgroup_move_charge();
5927                 mem_cgroup_clear_mc();
5928         }
5929 }
5930 #else   /* !CONFIG_MMU */
5931 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5932 {
5933         return 0;
5934 }
5935 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5936 {
5937 }
5938 static void mem_cgroup_move_task(void)
5939 {
5940 }
5941 #endif
5942
5943 /*
5944  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5945  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5946  * attempt.
5947  */
5948 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5949 {
5950         /*
5951          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5952          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5953          * on for the root memcg is enough.
5954          */
5955         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5956                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5957         else
5958                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5959 }
5960
5961 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5962 {
5963         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5964                 seq_puts(m, "max\n");
5965         else
5966                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5967
5968         return 0;
5969 }
5970
5971 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5972                                struct cftype *cft)
5973 {
5974         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5975
5976         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5977 }
5978
5979 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5980 {
5981         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5982                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5983 }
5984
5985 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5986                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5987 {
5988         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5989         unsigned long min;
5990         int err;
5991
5992         buf = strstrip(buf);
5993         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5994         if (err)
5995                 return err;
5996
5997         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5998
5999         return nbytes;
6000 }
6001
6002 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6003 {
6004         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6005                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6006 }
6007
6008 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6009                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6010 {
6011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6012         unsigned long low;
6013         int err;
6014
6015         buf = strstrip(buf);
6016         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6017         if (err)
6018                 return err;
6019
6020         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6021
6022         return nbytes;
6023 }
6024
6025 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6026 {
6027         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
6028 }
6029
6030 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6031                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6032 {
6033         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6034         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6035         bool drained = false;
6036         unsigned long high;
6037         int err;
6038
6039         buf = strstrip(buf);
6040         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6041         if (err)
6042                 return err;
6043
6044         WRITE_ONCE(memcg->high, high);
6045
6046         for (;;) {
6047                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6048                 unsigned long reclaimed;
6049
6050                 if (nr_pages <= high)
6051                         break;
6052
6053                 if (signal_pending(current))
6054                         break;
6055
6056                 if (!drained) {
6057                         drain_all_stock(memcg);
6058                         drained = true;
6059                         continue;
6060                 }
6061
6062                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6063                                                          GFP_KERNEL, true);
6064
6065                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6066                         break;
6067         }
6068
6069         return nbytes;
6070 }
6071
6072 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6073 {
6074         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6075                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6076 }
6077
6078 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6079                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6080 {
6081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6082         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6083         bool drained = false;
6084         unsigned long max;
6085         int err;
6086
6087         buf = strstrip(buf);
6088         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6089         if (err)
6090                 return err;
6091
6092         xchg(&memcg->memory.max, max);
6093
6094         for (;;) {
6095                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6096
6097                 if (nr_pages <= max)
6098                         break;
6099
6100                 if (signal_pending(current))
6101                         break;
6102
6103                 if (!drained) {
6104                         drain_all_stock(memcg);
6105                         drained = true;
6106                         continue;
6107                 }
6108
6109                 if (nr_reclaims) {
6110                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6111                                                           GFP_KERNEL, true))
6112                                 nr_reclaims--;
6113                         continue;
6114                 }
6115
6116                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6117                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6118                         break;
6119         }
6120
6121         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6122         return nbytes;
6123 }
6124
6125 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6126 {
6127         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6128         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6129         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6130         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6131         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6132                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6133 }
6134
6135 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6136 {
6137         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6138
6139         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6140         return 0;
6141 }
6142
6143 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6144 {
6145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6146
6147         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6148         return 0;
6149 }
6150
6151 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6152 {
6153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6154         char *buf;
6155
6156         buf = memory_stat_format(memcg);
6157         if (!buf)
6158                 return -ENOMEM;
6159         seq_puts(m, buf);
6160         kfree(buf);
6161         return 0;
6162 }
6163
6164 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6165 {
6166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6167
6168         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6169
6170         return 0;
6171 }
6172
6173 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6174                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6175 {
6176         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6177         int ret, oom_group;
6178
6179         buf = strstrip(buf);
6180         if (!buf)
6181                 return -EINVAL;
6182
6183         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6184         if (ret)
6185                 return ret;
6186
6187         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6188                 return -EINVAL;
6189
6190         memcg->oom_group = oom_group;
6191
6192         return nbytes;
6193 }
6194
6195 static struct cftype memory_files[] = {
6196         {
6197                 .name = "current",
6198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6199                 .read_u64 = memory_current_read,
6200         },
6201         {
6202                 .name = "min",
6203                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6204                 .seq_show = memory_min_show,
6205                 .write = memory_min_write,
6206         },
6207         {
6208                 .name = "low",
6209                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6210                 .seq_show = memory_low_show,
6211                 .write = memory_low_write,
6212         },
6213         {
6214                 .name = "high",
6215                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6216                 .seq_show = memory_high_show,
6217                 .write = memory_high_write,
6218         },
6219         {
6220                 .name = "max",
6221                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6222                 .seq_show = memory_max_show,
6223                 .write = memory_max_write,
6224         },
6225         {
6226                 .name = "events",
6227                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6228                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6229                 .seq_show = memory_events_show,
6230         },
6231         {
6232                 .name = "events.local",
6233                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6234                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6235                 .seq_show = memory_events_local_show,
6236         },
6237         {
6238                 .name = "stat",
6239                 .seq_show = memory_stat_show,
6240         },
6241         {
6242                 .name = "oom.group",
6243                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6244                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6245                 .write = memory_oom_group_write,
6246         },
6247         { }     /* terminate */
6248 };
6249
6250 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6251         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6252         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6253         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6254         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6255         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6256         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6257         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6258         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6259         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6260         .bind = mem_cgroup_bind,
6261         .dfl_cftypes = memory_files,
6262         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6263         .early_init = 0,
6264 };
6265
6266 /*
6267  * This function calculates an individual cgroup's effective
6268  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6269  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6270  * distribution in the tree.
6271  *
6272  * The following rules apply to the effective protection values:
6273  *
6274  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6275  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6276  *
6277  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6278  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6279  *    parent's effective protection.
6280  *
6281  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6282  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6283  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6284  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6285  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6286  *
6287  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6288  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6289  *    the unused remainder is available to its siblings.
6290  *
6291  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6292  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6293  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6294  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6295  *
6296  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6297  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6298  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6299  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6300  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6301  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6302  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6303  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6304  *
6305  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6306  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6307  * neighboring subtrees.
6308  */
6309 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6310                                           unsigned long parent_usage,
6311                                           unsigned long setting,
6312                                           unsigned long parent_effective,
6313                                           unsigned long siblings_protected)
6314 {
6315         unsigned long protected;
6316         unsigned long ep;
6317
6318         protected = min(usage, setting);
6319         /*
6320          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6321          * protection then what the parent affords them, distribute
6322          * shares in proportion to utilization.
6323          *
6324          * We are using actual utilization rather than the statically
6325          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6326          * but unused protection is available to siblings that would
6327          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6328          */
6329         if (siblings_protected > parent_effective)
6330                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6331
6332         /*
6333          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6334          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6335          * and utilizes is effectively protected.
6336          *
6337          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6338          * will apply pressure in proportion to that amount.
6339          *
6340          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6341          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6342          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6343          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6344          * protection is always dependent on how memory is actually
6345          * consumed among the siblings anyway.
6346          */
6347         ep = protected;
6348
6349         /*
6350          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6351          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6352          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6353          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6354          * other compete freely over the allowance, but they are
6355          * collectively protected from neighboring trees.
6356          *
6357          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6358          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6359          * the same bytes twice.
6360          */
6361         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6362                 return ep;
6363
6364         if (parent_effective > siblings_protected && usage > protected) {
6365                 unsigned long unclaimed;
6366
6367                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6368                 unclaimed *= usage - protected;
6369                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6370
6371                 ep += unclaimed;
6372         }
6373
6374         return ep;
6375 }
6376
6377 /**
6378  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6379  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6380  * @memcg: the memory cgroup to check
6381  *
6382  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6383  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6384  *
6385  * Returns one of the following:
6386  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6387  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6388  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6389  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6390  */
6391 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6392                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6393 {
6394         unsigned long usage, parent_usage;
6395         struct mem_cgroup *parent;
6396
6397         if (mem_cgroup_disabled())
6398                 return MEMCG_PROT_NONE;
6399
6400         if (!root)
6401                 root = root_mem_cgroup;
6402         if (memcg == root)
6403                 return MEMCG_PROT_NONE;
6404
6405         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6406         if (!usage)
6407                 return MEMCG_PROT_NONE;
6408
6409         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6410         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6411         if (!parent)
6412                 return MEMCG_PROT_NONE;
6413
6414         if (parent == root) {
6415                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6416                 memcg->memory.elow = memcg->memory.low;
6417                 goto out;
6418         }
6419
6420         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6421
6422         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6423                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6424                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6425                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6426
6427         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6428                         memcg->memory.low, READ_ONCE(parent->memory.elow),
6429                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6430
6431 out:
6432         if (usage <= memcg->memory.emin)
6433                 return MEMCG_PROT_MIN;
6434         else if (usage <= memcg->memory.elow)
6435                 return MEMCG_PROT_LOW;
6436         else
6437                 return MEMCG_PROT_NONE;
6438 }
6439
6440 /**
6441  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6442  * @page: page to charge
6443  * @mm: mm context of the victim
6444  * @gfp_mask: reclaim mode
6445  * @memcgp: charged memcg return
6446  * @compound: charge the page as compound or small page
6447  *
6448  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6449  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6450  *
6451  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6452  * Otherwise, an error code is returned.
6453  *
6454  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6455  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6456  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6457  */
6458 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6459                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6460                           bool compound)
6461 {
6462         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6463         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6464         int ret = 0;
6465
6466         if (mem_cgroup_disabled())
6467                 goto out;
6468
6469         if (PageSwapCache(page)) {
6470                 /*
6471                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6472                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6473                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6474                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6475                  * in turn serializes uncharging.
6476                  */
6477                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6478                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6479                         goto out;
6480
6481                 if (do_swap_account) {
6482                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6483                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6484
6485                         rcu_read_lock();
6486                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6487                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6488                                 memcg = NULL;
6489                         rcu_read_unlock();
6490                 }
6491         }
6492
6493         if (!memcg)
6494                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6495
6496         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6497
6498         css_put(&memcg->css);
6499 out:
6500         *memcgp = memcg;
6501         return ret;
6502 }
6503
6504 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6505                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6506                           bool compound)
6507 {
6508         struct mem_cgroup *memcg;
6509         int ret;
6510
6511         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6512         memcg = *memcgp;
6513         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6514         return ret;
6515 }
6516
6517 /**
6518  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6519  * @page: page to charge
6520  * @memcg: memcg to charge the page to
6521  * @lrucare: page might be on LRU already
6522  * @compound: charge the page as compound or small page
6523  *
6524  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6525  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6526  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6527  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6528  *
6529  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6530  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6531  *
6532  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6533  */
6534 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6535                               bool lrucare, bool compound)
6536 {
6537         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6538
6539         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6540         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6541
6542         if (mem_cgroup_disabled())
6543                 return;
6544         /*
6545          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6546          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6547          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6548          */
6549         if (!memcg)
6550                 return;
6551
6552         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6553
6554         local_irq_disable();
6555         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6556         memcg_check_events(memcg, page);
6557         local_irq_enable();
6558
6559         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6560                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6561                 /*
6562                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6563                  * let's not wait for it.  The page already received a
6564                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6565                  */
6566                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6567         }
6568 }
6569
6570 /**
6571  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6572  * @page: page to charge
6573  * @memcg: memcg to charge the page to
6574  * @compound: charge the page as compound or small page
6575  *
6576  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6577  */
6578 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6579                 bool compound)
6580 {
6581         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6582
6583         if (mem_cgroup_disabled())
6584                 return;
6585         /*
6586          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6587          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6588          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6589          */
6590         if (!memcg)
6591                 return;
6592
6593         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6594 }
6595
6596 struct uncharge_gather {
6597         struct mem_cgroup *memcg;
6598         unsigned long pgpgout;
6599         unsigned long nr_anon;
6600         unsigned long nr_file;
6601         unsigned long nr_kmem;
6602         unsigned long nr_huge;
6603         unsigned long nr_shmem;
6604         struct page *dummy_page;
6605 };
6606
6607 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6608 {
6609         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6610 }
6611
6612 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6613 {
6614         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6615         unsigned long flags;
6616
6617         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6618                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6619                 if (do_memsw_account())
6620                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6621                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6622                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6623                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6624         }
6625
6626         local_irq_save(flags);
6627         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6628         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6629         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6630         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6631         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6632         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6633         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6634         local_irq_restore(flags);
6635
6636         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6637                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6638 }
6639
6640 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6641 {
6642         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6643         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6644                         !PageHWPoison(page) , page);
6645
6646         if (!page->mem_cgroup)
6647                 return;
6648
6649         /*
6650          * Nobody should be changing or seriously looking at
6651          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6652          * exclusive access to the page.
6653          */
6654
6655         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6656                 if (ug->memcg) {
6657                         uncharge_batch(ug);
6658                         uncharge_gather_clear(ug);
6659                 }
6660                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6661         }
6662
6663         if (!PageKmemcg(page)) {
6664                 unsigned int nr_pages = 1;
6665
6666                 if (PageTransHuge(page)) {
6667                         nr_pages = compound_nr(page);
6668                         ug->nr_huge += nr_pages;
6669                 }
6670                 if (PageAnon(page))
6671                         ug->nr_anon += nr_pages;
6672                 else {
6673                         ug->nr_file += nr_pages;
6674                         if (PageSwapBacked(page))
6675                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6676                 }
6677                 ug->pgpgout++;
6678         } else {
6679                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6680                 __ClearPageKmemcg(page);
6681         }
6682
6683         ug->dummy_page = page;
6684         page->mem_cgroup = NULL;
6685 }
6686
6687 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6688 {
6689         struct uncharge_gather ug;
6690         struct list_head *next;
6691
6692         uncharge_gather_clear(&ug);
6693
6694         /*
6695          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6696          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6697          */
6698         next = page_list->next;
6699         do {
6700                 struct page *page;
6701
6702                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6703                 next = page->lru.next;
6704
6705                 uncharge_page(page, &ug);
6706         } while (next != page_list);
6707
6708         if (ug.memcg)
6709                 uncharge_batch(&ug);
6710 }
6711
6712 /**
6713  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6714  * @page: page to uncharge
6715  *
6716  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6717  * mem_cgroup_commit_charge().
6718  */
6719 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6720 {
6721         struct uncharge_gather ug;
6722
6723         if (mem_cgroup_disabled())
6724                 return;
6725
6726         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6727         if (!page->mem_cgroup)
6728                 return;
6729
6730         uncharge_gather_clear(&ug);
6731         uncharge_page(page, &ug);
6732         uncharge_batch(&ug);
6733 }
6734
6735 /**
6736  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6737  * @page_list: list of pages to uncharge
6738  *
6739  * Uncharge a list of pages previously charged with
6740  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6741  */
6742 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6743 {
6744         if (mem_cgroup_disabled())
6745                 return;
6746
6747         if (!list_empty(page_list))
6748                 uncharge_list(page_list);
6749 }
6750
6751 /**
6752  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6753  * @oldpage: currently circulating page
6754  * @newpage: replacement page
6755  *
6756  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6757  * be uncharged upon free.
6758  *
6759  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6760  */
6761 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6762 {
6763         struct mem_cgroup *memcg;
6764         unsigned int nr_pages;
6765         unsigned long flags;
6766
6767         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6768         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6769         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6770         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6771                        newpage);
6772
6773         if (mem_cgroup_disabled())
6774                 return;
6775
6776         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6777         if (newpage->mem_cgroup)
6778                 return;
6779
6780         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6781         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6782         if (!memcg)
6783                 return;
6784
6785         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6786         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
6787
6788         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6789         if (do_memsw_account())
6790                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6791         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6792
6793         commit_charge(newpage, memcg, false);
6794
6795         local_irq_save(flags);
6796         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, PageTransHuge(newpage),
6797                         nr_pages);
6798         memcg_check_events(memcg, newpage);
6799         local_irq_restore(flags);
6800 }
6801
6802 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6803 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6804
6805 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6806 {
6807         struct mem_cgroup *memcg;
6808
6809         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6810                 return;
6811
6812         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6813         if (in_interrupt())
6814                 return;
6815
6816         rcu_read_lock();
6817         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6818         if (memcg == root_mem_cgroup)
6819                 goto out;
6820         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6821                 goto out;
6822         if (css_tryget(&memcg->css))
6823                 sk->sk_memcg = memcg;
6824 out:
6825         rcu_read_unlock();
6826 }
6827
6828 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6829 {
6830         if (sk->sk_memcg)
6831                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6832 }
6833
6834 /**
6835  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6836  * @memcg: memcg to charge
6837  * @nr_pages: number of pages to charge
6838  *
6839  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6840  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6841  */
6842 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6843 {
6844         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6845
6846         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6847                 struct page_counter *fail;
6848
6849                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6850                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6851                         return true;
6852                 }
6853                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6854                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6855                 return false;
6856         }
6857
6858         /* Don't block in the packet receive path */
6859         if (in_softirq())
6860                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6861
6862         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6863
6864         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6865                 return true;
6866
6867         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6868         return false;
6869 }
6870
6871 /**
6872  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6873  * @memcg: memcg to uncharge
6874  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6875  */
6876 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6877 {
6878         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6879                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6880                 return;
6881         }
6882
6883         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6884
6885         refill_stock(memcg, nr_pages);
6886 }
6887
6888 static int __init cgroup_memory(char *s)
6889 {
6890         char *token;
6891
6892         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6893                 if (!*token)
6894                         continue;
6895                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6896                         cgroup_memory_nosocket = true;
6897                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6898                         cgroup_memory_nokmem = true;
6899         }
6900         return 0;
6901 }
6902 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6903
6904 /*
6905  * subsys_initcall() for memory controller.
6906  *
6907  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6908  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6909  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6910  * should be initialized from here.
6911  */
6912 static int __init mem_cgroup_init(void)
6913 {
6914         int cpu, node;
6915
6916 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6917         /*
6918          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6919          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6920          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6921          * destroyed simultaneously.
6922          */
6923         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6924         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6925 #endif
6926
6927         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6928                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6929
6930         for_each_possible_cpu(cpu)
6931                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6932                           drain_local_stock);
6933
6934         for_each_node(node) {
6935                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6936
6937                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6938                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6939
6940                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6941                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6942                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6943                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6944         }
6945
6946         return 0;
6947 }
6948 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6949
6950 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6951 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6952 {
6953         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6954                 /*
6955                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6956                  * always be >= 1.
6957                  */
6958                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6959                         VM_BUG_ON(1);
6960                         break;
6961                 }
6962                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6963                 if (!memcg)
6964                         memcg = root_mem_cgroup;
6965         }
6966         return memcg;
6967 }
6968
6969 /**
6970  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6971  * @page: page whose memsw charge to transfer
6972  * @entry: swap entry to move the charge to
6973  *
6974  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6975  */
6976 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6977 {
6978         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6979         unsigned int nr_entries;
6980         unsigned short oldid;
6981
6982         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6983         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6984
6985         if (!do_memsw_account())
6986                 return;
6987
6988         memcg = page->mem_cgroup;
6989
6990         /* Readahead page, never charged */
6991         if (!memcg)
6992                 return;
6993
6994         /*
6995          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6996          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6997          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6998          */
6999         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7000         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7001         /* Get references for the tail pages, too */
7002         if (nr_entries > 1)
7003                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7004         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7005                                    nr_entries);
7006         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7007         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7008
7009         page->mem_cgroup = NULL;
7010
7011         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7012                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7013
7014         if (memcg != swap_memcg) {
7015                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7016                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7017                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7018         }
7019
7020         /*
7021          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7022          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7023          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7024          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7025          */
7026         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7027         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
7028                                      -nr_entries);
7029         memcg_check_events(memcg, page);
7030
7031         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7032                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7033 }
7034
7035 /**
7036  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7037  * @page: page being added to swap
7038  * @entry: swap entry to charge
7039  *
7040  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7041  *
7042  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7043  */
7044 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7045 {
7046         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7047         struct page_counter *counter;
7048         struct mem_cgroup *memcg;
7049         unsigned short oldid;
7050
7051         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7052                 return 0;
7053
7054         memcg = page->mem_cgroup;
7055
7056         /* Readahead page, never charged */
7057         if (!memcg)
7058                 return 0;
7059
7060         if (!entry.val) {
7061                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7062                 return 0;
7063         }
7064
7065         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7066
7067         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7068             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7069                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7070                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7071                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7072                 return -ENOMEM;
7073         }
7074
7075         /* Get references for the tail pages, too */
7076         if (nr_pages > 1)
7077                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7078         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7079         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7080         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7081
7082         return 0;
7083 }
7084
7085 /**
7086  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7087  * @entry: swap entry to uncharge
7088  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7089  */
7090 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7091 {
7092         struct mem_cgroup *memcg;
7093         unsigned short id;
7094
7095         if (!do_swap_account)
7096                 return;
7097
7098         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7099         rcu_read_lock();
7100         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7101         if (memcg) {
7102                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7103                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7104                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7105                         else
7106                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7107                 }
7108                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7109                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7110         }
7111         rcu_read_unlock();
7112 }
7113
7114 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7115 {
7116         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7117
7118         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7119                 return nr_swap_pages;
7120         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7121                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7122                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7123                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7124         return nr_swap_pages;
7125 }
7126
7127 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7128 {
7129         struct mem_cgroup *memcg;
7130
7131         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7132
7133         if (vm_swap_full())
7134                 return true;
7135         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7136                 return false;
7137
7138         memcg = page->mem_cgroup;
7139         if (!memcg)
7140                 return false;
7141
7142         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7143                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >=
7144                     READ_ONCE(memcg->swap.max))
7145                         return true;
7146
7147         return false;
7148 }
7149
7150 /* for remember boot option*/
7151 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7152 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7153 #else
7154 static int really_do_swap_account __initdata;
7155 #endif
7156
7157 static int __init enable_swap_account(char *s)
7158 {
7159         if (!strcmp(s, "1"))
7160                 really_do_swap_account = 1;
7161         else if (!strcmp(s, "0"))
7162                 really_do_swap_account = 0;
7163         return 1;
7164 }
7165 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7166
7167 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7168                              struct cftype *cft)
7169 {
7170         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7171
7172         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7173 }
7174
7175 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7176 {
7177         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7178                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7179 }
7180
7181 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7182                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7183 {
7184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7185         unsigned long max;
7186         int err;
7187
7188         buf = strstrip(buf);
7189         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7190         if (err)
7191                 return err;
7192
7193         xchg(&memcg->swap.max, max);
7194
7195         return nbytes;
7196 }
7197
7198 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7199 {
7200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7201
7202         seq_printf(m, "max %lu\n",
7203                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7204         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7205                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7206
7207         return 0;
7208 }
7209
7210 static struct cftype swap_files[] = {
7211         {
7212                 .name = "swap.current",
7213                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7214                 .read_u64 = swap_current_read,
7215         },
7216         {
7217                 .name = "swap.max",
7218                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7219                 .seq_show = swap_max_show,
7220                 .write = swap_max_write,
7221         },
7222         {
7223                 .name = "swap.events",
7224                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7225                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7226                 .seq_show = swap_events_show,
7227         },
7228         { }     /* terminate */
7229 };
7230
7231 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7232         {
7233                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7234                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7235                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7236         },
7237         {
7238                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7239                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7240                 .write = mem_cgroup_reset,
7241                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7242         },
7243         {
7244                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7245                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7246                 .write = mem_cgroup_write,
7247                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7248         },
7249         {
7250                 .name = "memsw.failcnt",
7251                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7252                 .write = mem_cgroup_reset,
7253                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7254         },
7255         { },    /* terminate */
7256 };
7257
7258 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7259 {
7260         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7261                 do_swap_account = 1;
7262                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7263                                                swap_files));
7264                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7265                                                   memsw_cgroup_files));
7266         }
7267         return 0;
7268 }
7269 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7270
7271 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */