mm/memcg: automatically penalize tasks with high swap use
[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) <=
2256                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2257                         continue;
2258                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2259                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2260         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2261                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2262 }
2263
2264 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2265 {
2266         struct mem_cgroup *memcg;
2267
2268         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2269         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2274  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2275  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2276  */
2277 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2278
2279 /*
2280  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2281  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2282  * below.
2283  *
2284  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2285  *   overage ratio to a delay.
2286  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2287  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2288  *   to produce a reasonable delay curve.
2289  *
2290  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2291  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2292  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2293  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2294  * example, with a high of 100 megabytes:
2295  *
2296  *  +-------+------------------------+
2297  *  | usage | time to allocate in ms |
2298  *  +-------+------------------------+
2299  *  | 100M  |                      0 |
2300  *  | 101M  |                      6 |
2301  *  | 102M  |                     25 |
2302  *  | 103M  |                     57 |
2303  *  | 104M  |                    102 |
2304  *  | 105M  |                    159 |
2305  *  | 106M  |                    230 |
2306  *  | 107M  |                    313 |
2307  *  | 108M  |                    409 |
2308  *  | 109M  |                    518 |
2309  *  | 110M  |                    639 |
2310  *  | 111M  |                    774 |
2311  *  | 112M  |                    921 |
2312  *  | 113M  |                   1081 |
2313  *  | 114M  |                   1254 |
2314  *  | 115M  |                   1439 |
2315  *  | 116M  |                   1638 |
2316  *  | 117M  |                   1849 |
2317  *  | 118M  |                   2000 |
2318  *  | 119M  |                   2000 |
2319  *  | 120M  |                   2000 |
2320  *  +-------+------------------------+
2321  */
2322  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2323  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2324
2325 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2326 {
2327         u64 overage;
2328
2329         if (usage <= high)
2330                 return 0;
2331
2332         /*
2333          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2334          * it was a threshold of 1 page
2335          */
2336         high = max(high, 1UL);
2337
2338         overage = usage - high;
2339         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2340         return div64_u64(overage, high);
2341 }
2342
2343 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2344 {
2345         u64 overage, max_overage = 0;
2346
2347         do {
2348                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2349                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2350                 max_overage = max(overage, max_overage);
2351         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2352                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2353
2354         return max_overage;
2355 }
2356
2357 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2358 {
2359         u64 overage, max_overage = 0;
2360
2361         do {
2362                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2363                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2364                 if (overage)
2365                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2366                 max_overage = max(overage, max_overage);
2367         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2368                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2369
2370         return max_overage;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2375  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2376  */
2377 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2378                                           unsigned int nr_pages,
2379                                           u64 max_overage)
2380 {
2381         unsigned long penalty_jiffies;
2382
2383         if (!max_overage)
2384                 return 0;
2385
2386         /*
2387          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2388          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2389          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2390          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2391          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2392          * overage amount.
2393          */
2394         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2395         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2396         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2397
2398         /*
2399          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2400          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2401          * 4N-sized allocation.
2402          *
2403          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2404          * larger the current charge patch is than that.
2405          */
2406         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2411  * and reclaims memory over the high limit.
2412  */
2413 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2414 {
2415         unsigned long penalty_jiffies;
2416         unsigned long pflags;
2417         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2418         struct mem_cgroup *memcg;
2419
2420         if (likely(!nr_pages))
2421                 return;
2422
2423         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2424         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2425         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2426
2427         /*
2428          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2429          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2430          */
2431         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2432                                                mem_find_max_overage(memcg));
2433
2434         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2435                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2436
2437         /*
2438          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2439          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2440          * extremely slowly.
2441          */
2442         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2443
2444         /*
2445          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2446          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2447          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2448          * been aggressively reclaimed enough yet.
2449          */
2450         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2451                 goto out;
2452
2453         /*
2454          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2455          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2456          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2457          */
2458         psi_memstall_enter(&pflags);
2459         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2460         psi_memstall_leave(&pflags);
2461
2462 out:
2463         css_put(&memcg->css);
2464 }
2465
2466 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2467                       unsigned int nr_pages)
2468 {
2469         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2470         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2471         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2472         struct page_counter *counter;
2473         unsigned long nr_reclaimed;
2474         bool may_swap = true;
2475         bool drained = false;
2476         enum oom_status oom_status;
2477
2478         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2479                 return 0;
2480 retry:
2481         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2482                 return 0;
2483
2484         if (!do_memsw_account() ||
2485             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2486                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2487                         goto done_restock;
2488                 if (do_memsw_account())
2489                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2490                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2491         } else {
2492                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2493                 may_swap = false;
2494         }
2495
2496         if (batch > nr_pages) {
2497                 batch = nr_pages;
2498                 goto retry;
2499         }
2500
2501         /*
2502          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2503          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2504          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2505          * and let these go through as privileged allocations.
2506          */
2507         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2508                 goto force;
2509
2510         /*
2511          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2512          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2513          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2514          * free their memory.
2515          */
2516         if (unlikely(should_force_charge()))
2517                 goto force;
2518
2519         /*
2520          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2521          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2522          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2523          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2524          */
2525         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2526                 goto force;
2527
2528         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2529                 goto nomem;
2530
2531         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2532                 goto nomem;
2533
2534         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2535
2536         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2537                                                     gfp_mask, may_swap);
2538
2539         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2540                 goto retry;
2541
2542         if (!drained) {
2543                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2544                 drained = true;
2545                 goto retry;
2546         }
2547
2548         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2549                 goto nomem;
2550         /*
2551          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2552          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2553          * before killing the task.
2554          *
2555          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2556          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2557          * to regular pages anyway in case of failure.
2558          */
2559         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2560                 goto retry;
2561         /*
2562          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2563          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2564          */
2565         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2566                 goto retry;
2567
2568         if (nr_retries--)
2569                 goto retry;
2570
2571         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2572                 goto nomem;
2573
2574         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2575                 goto force;
2576
2577         if (fatal_signal_pending(current))
2578                 goto force;
2579
2580         /*
2581          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2582          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2583          * couldn't make any progress.
2584          */
2585         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2586                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2587         switch (oom_status) {
2588         case OOM_SUCCESS:
2589                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2590                 goto retry;
2591         case OOM_FAILED:
2592                 goto force;
2593         default:
2594                 goto nomem;
2595         }
2596 nomem:
2597         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2598                 return -ENOMEM;
2599 force:
2600         /*
2601          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2602          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2603          * temporarily by force charging it.
2604          */
2605         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2606         if (do_memsw_account())
2607                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2608         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2609
2610         return 0;
2611
2612 done_restock:
2613         css_get_many(&memcg->css, batch);
2614         if (batch > nr_pages)
2615                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2616
2617         /*
2618          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2619          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2620          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2621          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2622          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2623          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2624          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2625          */
2626         do {
2627                 bool mem_high, swap_high;
2628
2629                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2630                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2631                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2632                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2633
2634                 /* Don't bother a random interrupted task */
2635                 if (in_interrupt()) {
2636                         if (mem_high) {
2637                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2638                                 break;
2639                         }
2640                         continue;
2641                 }
2642
2643                 if (mem_high || swap_high) {
2644                         /*
2645                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2646                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2647                          * of the memory or swap footprints.
2648                          *
2649                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2650                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2651                          * based on how much each task is actually allocating.
2652                          */
2653                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2654                         set_notify_resume(current);
2655                         break;
2656                 }
2657         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2658
2659         return 0;
2660 }
2661
2662 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2663 {
2664         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2665                 return;
2666
2667         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2668         if (do_memsw_account())
2669                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2670
2671         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2672 }
2673
2674 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2675 {
2676         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2677
2678         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2679         if (PageLRU(page)) {
2680                 struct lruvec *lruvec;
2681
2682                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2683                 ClearPageLRU(page);
2684                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2685                 *isolated = 1;
2686         } else
2687                 *isolated = 0;
2688 }
2689
2690 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2691 {
2692         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2693
2694         if (isolated) {
2695                 struct lruvec *lruvec;
2696
2697                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2698                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2699                 SetPageLRU(page);
2700                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2701         }
2702         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2703 }
2704
2705 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2706                           bool lrucare)
2707 {
2708         int isolated;
2709
2710         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2711
2712         /*
2713          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2714          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2715          */
2716         if (lrucare)
2717                 lock_page_lru(page, &isolated);
2718
2719         /*
2720          * Nobody should be changing or seriously looking at
2721          * page->mem_cgroup at this point:
2722          *
2723          * - the page is uncharged
2724          *
2725          * - the page is off-LRU
2726          *
2727          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2728          *   a locked page table
2729          *
2730          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2731          *   have the page locked
2732          */
2733         page->mem_cgroup = memcg;
2734
2735         if (lrucare)
2736                 unlock_page_lru(page, isolated);
2737 }
2738
2739 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2740 /*
2741  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2742  *
2743  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2744  * cgroup_mutex, etc.
2745  */
2746 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2747 {
2748         struct page *page;
2749
2750         if (mem_cgroup_disabled())
2751                 return NULL;
2752
2753         page = virt_to_head_page(p);
2754
2755         /*
2756          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2757          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2758          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2759          */
2760         if (PageSlab(page))
2761                 return memcg_from_slab_page(page);
2762
2763         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2764         return page->mem_cgroup;
2765 }
2766
2767 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2768 {
2769         int id, size;
2770         int err;
2771
2772         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2773                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2774         if (id < 0)
2775                 return id;
2776
2777         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2778                 return id;
2779
2780         /*
2781          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2782          * so we have to grow them.
2783          */
2784         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2785
2786         size = 2 * (id + 1);
2787         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2788                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2789         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2790                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2791
2792         err = memcg_update_all_caches(size);
2793         if (!err)
2794                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2795         if (!err)
2796                 memcg_nr_cache_ids = size;
2797
2798         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2799
2800         if (err) {
2801                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2802                 return err;
2803         }
2804         return id;
2805 }
2806
2807 static void memcg_free_cache_id(int id)
2808 {
2809         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2810 }
2811
2812 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2813         struct mem_cgroup *memcg;
2814         struct kmem_cache *cachep;
2815         struct work_struct work;
2816 };
2817
2818 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2819 {
2820         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2821                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2822         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2823         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2824
2825         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2826
2827         css_put(&memcg->css);
2828         kfree(cw);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2833  */
2834 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2835                                                struct kmem_cache *cachep)
2836 {
2837         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2838
2839         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2840                 return;
2841
2842         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2843         if (!cw)
2844                 return;
2845
2846         cw->memcg = memcg;
2847         cw->cachep = cachep;
2848         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2849
2850         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2851 }
2852
2853 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2854 {
2855         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2856                 return true;
2857         return false;
2858 }
2859
2860 /**
2861  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2862  * @cachep: the original global kmem cache
2863  *
2864  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2865  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2866  *
2867  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2868  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2869  * go through with the original cache.
2870  *
2871  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2872  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2873  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2874  * reference.
2875  */
2876 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2877 {
2878         struct mem_cgroup *memcg;
2879         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2880         struct memcg_cache_array *arr;
2881         int kmemcg_id;
2882
2883         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2884
2885         if (memcg_kmem_bypass())
2886                 return cachep;
2887
2888         rcu_read_lock();
2889
2890         if (unlikely(current->active_memcg))
2891                 memcg = current->active_memcg;
2892         else
2893                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2894
2895         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2896                 goto out_unlock;
2897
2898         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2899         if (kmemcg_id < 0)
2900                 goto out_unlock;
2901
2902         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2903
2904         /*
2905          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2906          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2907          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2908          */
2909         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2910
2911         /*
2912          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2913          * context), we could be be predictable and return right away.
2914          * This would guarantee that the allocation being performed
2915          * already belongs in the new cache.
2916          *
2917          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2918          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2919          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2920          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2921          * defer everything.
2922          *
2923          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2924          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2925          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2926          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2927          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2928          * creation of a new kmem_cache.
2929          */
2930         if (unlikely(!memcg_cachep))
2931                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2932         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2933                 cachep = memcg_cachep;
2934 out_unlock:
2935         rcu_read_unlock();
2936         return cachep;
2937 }
2938
2939 /**
2940  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2941  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2942  */
2943 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2944 {
2945         if (!is_root_cache(cachep))
2946                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2947 }
2948
2949 /**
2950  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
2951  * @memcg: memory cgroup to charge
2952  * @gfp: reclaim mode
2953  * @nr_pages: number of pages to charge
2954  *
2955  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2956  */
2957 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2958                         unsigned int nr_pages)
2959 {
2960         struct page_counter *counter;
2961         int ret;
2962
2963         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2964         if (ret)
2965                 return ret;
2966
2967         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2968             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2969
2970                 /*
2971                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2972                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2973                  * handling code.
2974                  */
2975                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2976                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2977                         return 0;
2978                 }
2979                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2980                 return -ENOMEM;
2981         }
2982         return 0;
2983 }
2984
2985 /**
2986  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
2987  * @memcg: memcg to uncharge
2988  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2989  */
2990 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2991 {
2992         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2993                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2994
2995         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2996         if (do_memsw_account())
2997                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2998 }
2999
3000 /**
3001  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3002  * @page: page to charge
3003  * @gfp: reclaim mode
3004  * @order: allocation order
3005  *
3006  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3007  */
3008 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3009 {
3010         struct mem_cgroup *memcg;
3011         int ret = 0;
3012
3013         if (memcg_kmem_bypass())
3014                 return 0;
3015
3016         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3017         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3018                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3019                 if (!ret) {
3020                         page->mem_cgroup = memcg;
3021                         __SetPageKmemcg(page);
3022                 }
3023         }
3024         css_put(&memcg->css);
3025         return ret;
3026 }
3027
3028 /**
3029  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3030  * @page: page to uncharge
3031  * @order: allocation order
3032  */
3033 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3034 {
3035         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3036         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3037
3038         if (!memcg)
3039                 return;
3040
3041         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3042         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3043         page->mem_cgroup = NULL;
3044
3045         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3046         if (PageKmemcg(page))
3047                 __ClearPageKmemcg(page);
3048
3049         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3050 }
3051 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3052
3053 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3054
3055 /*
3056  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3057  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3058  */
3059 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3060 {
3061         int i;
3062
3063         if (mem_cgroup_disabled())
3064                 return;
3065
3066         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3067                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3068
3069         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3070 }
3071 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3072
3073 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3074 /**
3075  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3076  * @entry: swap entry to be moved
3077  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3078  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3079  *
3080  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3081  * as the mem_cgroup's id of @from.
3082  *
3083  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3084  *
3085  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3086  * both res and memsw, and called css_get().
3087  */
3088 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3089                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3090 {
3091         unsigned short old_id, new_id;
3092
3093         old_id = mem_cgroup_id(from);
3094         new_id = mem_cgroup_id(to);
3095
3096         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3097                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3098                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3099                 return 0;
3100         }
3101         return -EINVAL;
3102 }
3103 #else
3104 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3105                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3106 {
3107         return -EINVAL;
3108 }
3109 #endif
3110
3111 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3112
3113 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3114                                  unsigned long max, bool memsw)
3115 {
3116         bool enlarge = false;
3117         bool drained = false;
3118         int ret;
3119         bool limits_invariant;
3120         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3121
3122         do {
3123                 if (signal_pending(current)) {
3124                         ret = -EINTR;
3125                         break;
3126                 }
3127
3128                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3129                 /*
3130                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3131                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3132                  */
3133                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3134                                            max <= memcg->memsw.max;
3135                 if (!limits_invariant) {
3136                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3137                         ret = -EINVAL;
3138                         break;
3139                 }
3140                 if (max > counter->max)
3141                         enlarge = true;
3142                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3143                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3144
3145                 if (!ret)
3146                         break;
3147
3148                 if (!drained) {
3149                         drain_all_stock(memcg);
3150                         drained = true;
3151                         continue;
3152                 }
3153
3154                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3155                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3156                         ret = -EBUSY;
3157                         break;
3158                 }
3159         } while (true);
3160
3161         if (!ret && enlarge)
3162                 memcg_oom_recover(memcg);
3163
3164         return ret;
3165 }
3166
3167 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3168                                             gfp_t gfp_mask,
3169                                             unsigned long *total_scanned)
3170 {
3171         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3172         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3173         unsigned long reclaimed;
3174         int loop = 0;
3175         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3176         unsigned long excess;
3177         unsigned long nr_scanned;
3178
3179         if (order > 0)
3180                 return 0;
3181
3182         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3183
3184         /*
3185          * Do not even bother to check the largest node if the root
3186          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3187          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3188          */
3189         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3190                 return 0;
3191
3192         /*
3193          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3194          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3195          * pressure
3196          */
3197         do {
3198                 if (next_mz)
3199                         mz = next_mz;
3200                 else
3201                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3202                 if (!mz)
3203                         break;
3204
3205                 nr_scanned = 0;
3206                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3207                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3208                 nr_reclaimed += reclaimed;
3209                 *total_scanned += nr_scanned;
3210                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3211                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3212
3213                 /*
3214                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3215                  * it is time to move on to the next cgroup
3216                  */
3217                 next_mz = NULL;
3218                 if (!reclaimed)
3219                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3220
3221                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3222                 /*
3223                  * One school of thought says that we should not add
3224                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3225                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3226                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3227                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3228                  * term TODO.
3229                  */
3230                 /* If excess == 0, no tree ops */
3231                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3232                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3233                 css_put(&mz->memcg->css);
3234                 loop++;
3235                 /*
3236                  * Could not reclaim anything and there are no more
3237                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3238                  * reclaiming anything.
3239                  */
3240                 if (!nr_reclaimed &&
3241                         (next_mz == NULL ||
3242                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3243                         break;
3244         } while (!nr_reclaimed);
3245         if (next_mz)
3246                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3247         return nr_reclaimed;
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3252  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3253  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3254  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3255  */
3256 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3257 {
3258         bool ret;
3259
3260         rcu_read_lock();
3261         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3262         rcu_read_unlock();
3263         return ret;
3264 }
3265
3266 /*
3267  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3268  *
3269  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3270  */
3271 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3272 {
3273         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3274
3275         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3276         lru_add_drain_all();
3277
3278         drain_all_stock(memcg);
3279
3280         /* try to free all pages in this cgroup */
3281         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3282                 int progress;
3283
3284                 if (signal_pending(current))
3285                         return -EINTR;
3286
3287                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3288                                                         GFP_KERNEL, true);
3289                 if (!progress) {
3290                         nr_retries--;
3291                         /* maybe some writeback is necessary */
3292                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3293                 }
3294
3295         }
3296
3297         return 0;
3298 }
3299
3300 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3301                                             char *buf, size_t nbytes,
3302                                             loff_t off)
3303 {
3304         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3305
3306         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3307                 return -EINVAL;
3308         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3309 }
3310
3311 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3312                                      struct cftype *cft)
3313 {
3314         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3315 }
3316
3317 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3318                                       struct cftype *cft, u64 val)
3319 {
3320         int retval = 0;
3321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3322         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3323
3324         if (memcg->use_hierarchy == val)
3325                 return 0;
3326
3327         /*
3328          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3329          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3330          * occur, provided the current cgroup has no children.
3331          *
3332          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3333          * set if there are no children.
3334          */
3335         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3336                                 (val == 1 || val == 0)) {
3337                 if (!memcg_has_children(memcg))
3338                         memcg->use_hierarchy = val;
3339                 else
3340                         retval = -EBUSY;
3341         } else
3342                 retval = -EINVAL;
3343
3344         return retval;
3345 }
3346
3347 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3348 {
3349         unsigned long val;
3350
3351         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3352                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3353                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3354                 if (swap)
3355                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3356         } else {
3357                 if (!swap)
3358                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3359                 else
3360                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3361         }
3362         return val;
3363 }
3364
3365 enum {
3366         RES_USAGE,
3367         RES_LIMIT,
3368         RES_MAX_USAGE,
3369         RES_FAILCNT,
3370         RES_SOFT_LIMIT,
3371 };
3372
3373 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3374                                struct cftype *cft)
3375 {
3376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3377         struct page_counter *counter;
3378
3379         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3380         case _MEM:
3381                 counter = &memcg->memory;
3382                 break;
3383         case _MEMSWAP:
3384                 counter = &memcg->memsw;
3385                 break;
3386         case _KMEM:
3387                 counter = &memcg->kmem;
3388                 break;
3389         case _TCP:
3390                 counter = &memcg->tcpmem;
3391                 break;
3392         default:
3393                 BUG();
3394         }
3395
3396         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3397         case RES_USAGE:
3398                 if (counter == &memcg->memory)
3399                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3400                 if (counter == &memcg->memsw)
3401                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3402                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3403         case RES_LIMIT:
3404                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3405         case RES_MAX_USAGE:
3406                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3407         case RES_FAILCNT:
3408                 return counter->failcnt;
3409         case RES_SOFT_LIMIT:
3410                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3411         default:
3412                 BUG();
3413         }
3414 }
3415
3416 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3417 {
3418         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3419         struct mem_cgroup *mi;
3420         int node, cpu, i;
3421
3422         for_each_online_cpu(cpu)
3423                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3424                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3425
3426         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3427                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3428                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3429
3430         for_each_node(node) {
3431                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3432                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3433
3434                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3435                         stat[i] = 0;
3436
3437                 for_each_online_cpu(cpu)
3438                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3439                                 stat[i] += per_cpu(
3440                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3441
3442                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3443                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3444                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3445         }
3446 }
3447
3448 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3449 {
3450         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3451         struct mem_cgroup *mi;
3452         int cpu, i;
3453
3454         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3455                 events[i] = 0;
3456
3457         for_each_online_cpu(cpu)
3458                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3459                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3460                                              cpu);
3461
3462         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3463                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3464                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3465 }
3466
3467 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3468 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3469 {
3470         int memcg_id;
3471
3472         if (cgroup_memory_nokmem)
3473                 return 0;
3474
3475         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3476         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3477
3478         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3479         if (memcg_id < 0)
3480                 return memcg_id;
3481
3482         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3483         /*
3484          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3485          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3486          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3487          * patched.
3488          */
3489         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3490         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3491         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3492
3493         return 0;
3494 }
3495
3496 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3497 {
3498         struct cgroup_subsys_state *css;
3499         struct mem_cgroup *parent, *child;
3500         int kmemcg_id;
3501
3502         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3503                 return;
3504         /*
3505          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3506          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3507          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3508          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3509          */
3510         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3511
3512         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3513         if (!parent)
3514                 parent = root_mem_cgroup;
3515
3516         /*
3517          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3518          */
3519         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3520
3521         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3522         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3523
3524         /*
3525          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3526          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3527          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3528          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3529          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3530          * memcg_drain_all_list_lrus().
3531          */
3532         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3533         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3534                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3535                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3536                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3537                 if (!memcg->use_hierarchy)
3538                         break;
3539         }
3540         rcu_read_unlock();
3541
3542         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3543
3544         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3545 }
3546
3547 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3548 {
3549         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3550         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3551                 memcg_offline_kmem(memcg);
3552
3553         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3554                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3555                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3556         }
3557 }
3558 #else
3559 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3560 {
3561         return 0;
3562 }
3563 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3564 {
3565 }
3566 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3567 {
3568 }
3569 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3570
3571 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3572                                  unsigned long max)
3573 {
3574         int ret;
3575
3576         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3577         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3578         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3579         return ret;
3580 }
3581
3582 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3583 {
3584         int ret;
3585
3586         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3587
3588         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3589         if (ret)
3590                 goto out;
3591
3592         if (!memcg->tcpmem_active) {
3593                 /*
3594                  * The active flag needs to be written after the static_key
3595                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3596                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3597                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3598                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3599                  *
3600                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3601                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3602                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3603                  * yet, we'll lose accounting.
3604                  *
3605                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3606                  * because when this value change, the code to process it is not
3607                  * patched in yet.
3608                  */
3609                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3610                 memcg->tcpmem_active = true;
3611         }
3612 out:
3613         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3614         return ret;
3615 }
3616
3617 /*
3618  * The user of this function is...
3619  * RES_LIMIT.
3620  */
3621 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3622                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3623 {
3624         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3625         unsigned long nr_pages;
3626         int ret;
3627
3628         buf = strstrip(buf);
3629         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3630         if (ret)
3631                 return ret;
3632
3633         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3634         case RES_LIMIT:
3635                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3636                         ret = -EINVAL;
3637                         break;
3638                 }
3639                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3640                 case _MEM:
3641                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3642                         break;
3643                 case _MEMSWAP:
3644                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3645                         break;
3646                 case _KMEM:
3647                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3648                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3649                                      "depend on this functionality.\n");
3650                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3651                         break;
3652                 case _TCP:
3653                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3654                         break;
3655                 }
3656                 break;
3657         case RES_SOFT_LIMIT:
3658                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3659                 ret = 0;
3660                 break;
3661         }
3662         return ret ?: nbytes;
3663 }
3664
3665 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3666                                 size_t nbytes, loff_t off)
3667 {
3668         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3669         struct page_counter *counter;
3670
3671         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3672         case _MEM:
3673                 counter = &memcg->memory;
3674                 break;
3675         case _MEMSWAP:
3676                 counter = &memcg->memsw;
3677                 break;
3678         case _KMEM:
3679                 counter = &memcg->kmem;
3680                 break;
3681         case _TCP:
3682                 counter = &memcg->tcpmem;
3683                 break;
3684         default:
3685                 BUG();
3686         }
3687
3688         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3689         case RES_MAX_USAGE:
3690                 page_counter_reset_watermark(counter);
3691                 break;
3692         case RES_FAILCNT:
3693                 counter->failcnt = 0;
3694                 break;
3695         default:
3696                 BUG();
3697         }
3698
3699         return nbytes;
3700 }
3701
3702 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3703                                         struct cftype *cft)
3704 {
3705         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3706 }
3707
3708 #ifdef CONFIG_MMU
3709 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3710                                         struct cftype *cft, u64 val)
3711 {
3712         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3713
3714         if (val & ~MOVE_MASK)
3715                 return -EINVAL;
3716
3717         /*
3718          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3719          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3720          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3721          * affect task migrations starting after the change.
3722          */
3723         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3724         return 0;
3725 }
3726 #else
3727 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3728                                         struct cftype *cft, u64 val)
3729 {
3730         return -ENOSYS;
3731 }
3732 #endif
3733
3734 #ifdef CONFIG_NUMA
3735
3736 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3737 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3738 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3739
3740 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3741                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3742 {
3743         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3744         unsigned long nr = 0;
3745         enum lru_list lru;
3746
3747         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3748
3749         for_each_lru(lru) {
3750                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3751                         continue;
3752                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3753         }
3754         return nr;
3755 }
3756
3757 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3758                                              unsigned int lru_mask)
3759 {
3760         unsigned long nr = 0;
3761         enum lru_list lru;
3762
3763         for_each_lru(lru) {
3764                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3765                         continue;
3766                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3767         }
3768         return nr;
3769 }
3770
3771 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3772 {
3773         struct numa_stat {
3774                 const char *name;
3775                 unsigned int lru_mask;
3776         };
3777
3778         static const struct numa_stat stats[] = {
3779                 { "total", LRU_ALL },
3780                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3781                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3782                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3783         };
3784         const struct numa_stat *stat;
3785         int nid;
3786         unsigned long nr;
3787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3788
3789         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3790                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3791                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3792                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3793                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3794                                                           stat->lru_mask);
3795                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3796                 }
3797                 seq_putc(m, '\n');
3798         }
3799
3800         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3801                 struct mem_cgroup *iter;
3802
3803                 nr = 0;
3804                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3805                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3806                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3807                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3808                         nr = 0;
3809                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3810                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3811                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3812                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3813                 }
3814                 seq_putc(m, '\n');
3815         }
3816
3817         return 0;
3818 }
3819 #endif /* CONFIG_NUMA */
3820
3821 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3822         MEMCG_CACHE,
3823         MEMCG_RSS,
3824         MEMCG_RSS_HUGE,
3825         NR_SHMEM,
3826         NR_FILE_MAPPED,
3827         NR_FILE_DIRTY,
3828         NR_WRITEBACK,
3829         MEMCG_SWAP,
3830 };
3831
3832 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3833         "cache",
3834         "rss",
3835         "rss_huge",
3836         "shmem",
3837         "mapped_file",
3838         "dirty",
3839         "writeback",
3840         "swap",
3841 };
3842
3843 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3844 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3845         PGPGIN,
3846         PGPGOUT,
3847         PGFAULT,
3848         PGMAJFAULT,
3849 };
3850
3851 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3852 {
3853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3854         unsigned long memory, memsw;
3855         struct mem_cgroup *mi;
3856         unsigned int i;
3857
3858         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3859
3860         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3861                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3862                         continue;
3863                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3864                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3865                            PAGE_SIZE);
3866         }
3867
3868         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3869                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3870                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3871
3872         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3873                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3874                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3875                            PAGE_SIZE);
3876
3877         /* Hierarchical information */
3878         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3879         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3880                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3881                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3882         }
3883         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3884                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3885         if (do_memsw_account())
3886                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3887                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3888
3889         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3890                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3891                         continue;
3892                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3893                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3894                            PAGE_SIZE);
3895         }
3896
3897         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3898                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3899                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
3900                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3901
3902         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3903                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
3904                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3905                            PAGE_SIZE);
3906
3907 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3908         {
3909                 pg_data_t *pgdat;
3910                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3911                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3912                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3913                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3914
3915                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3916                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3917                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3918
3919                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3920                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3921                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3922                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3923                 }
3924                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3925                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3926                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3927                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3928         }
3929 #endif
3930
3931         return 0;
3932 }
3933
3934 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3935                                       struct cftype *cft)
3936 {
3937         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3938
3939         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3940 }
3941
3942 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3943                                        struct cftype *cft, u64 val)
3944 {
3945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3946
3947         if (val > 100)
3948                 return -EINVAL;
3949
3950         if (css->parent)
3951                 memcg->swappiness = val;
3952         else
3953                 vm_swappiness = val;
3954
3955         return 0;
3956 }
3957
3958 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3959 {
3960         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3961         unsigned long usage;
3962         int i;
3963
3964         rcu_read_lock();
3965         if (!swap)
3966                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3967         else
3968                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3969
3970         if (!t)
3971                 goto unlock;
3972
3973         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3974
3975         /*
3976          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3977          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3978          * call of __mem_cgroup_threshold().
3979          */
3980         i = t->current_threshold;
3981
3982         /*
3983          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3984          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3985          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3986          * only one element of the array here.
3987          */
3988         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3989                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3990
3991         /* i = current_threshold + 1 */
3992         i++;
3993
3994         /*
3995          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3996          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3997          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3998          * only one element of the array here.
3999          */
4000         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4001                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4002
4003         /* Update current_threshold */
4004         t->current_threshold = i - 1;
4005 unlock:
4006         rcu_read_unlock();
4007 }
4008
4009 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4010 {
4011         while (memcg) {
4012                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4013                 if (do_memsw_account())
4014                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4015
4016                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4017         }
4018 }
4019
4020 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4021 {
4022         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4023         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4024
4025         if (_a->threshold > _b->threshold)
4026                 return 1;
4027
4028         if (_a->threshold < _b->threshold)
4029                 return -1;
4030
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4035 {
4036         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4037
4038         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4039
4040         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4041                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4042
4043         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4048 {
4049         struct mem_cgroup *iter;
4050
4051         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4052                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4053 }
4054
4055 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4056         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4057 {
4058         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4059         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4060         unsigned long threshold;
4061         unsigned long usage;
4062         int i, size, ret;
4063
4064         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4065         if (ret)
4066                 return ret;
4067
4068         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4069
4070         if (type == _MEM) {
4071                 thresholds = &memcg->thresholds;
4072                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4073         } else if (type == _MEMSWAP) {
4074                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4075                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4076         } else
4077                 BUG();
4078
4079         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4080         if (thresholds->primary)
4081                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4082
4083         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4084
4085         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4086         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4087         if (!new) {
4088                 ret = -ENOMEM;
4089                 goto unlock;
4090         }
4091         new->size = size;
4092
4093         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4094         if (thresholds->primary) {
4095                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4096                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4097         }
4098
4099         /* Add new threshold */
4100         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4101         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4102
4103         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4104         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4105                         compare_thresholds, NULL);
4106
4107         /* Find current threshold */
4108         new->current_threshold = -1;
4109         for (i = 0; i < size; i++) {
4110                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4111                         /*
4112                          * new->current_threshold will not be used until
4113                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4114                          * it here.
4115                          */
4116                         ++new->current_threshold;
4117                 } else
4118                         break;
4119         }
4120
4121         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4122         kfree(thresholds->spare);
4123         thresholds->spare = thresholds->primary;
4124
4125         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4126
4127         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4128         synchronize_rcu();
4129
4130 unlock:
4131         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4132
4133         return ret;
4134 }
4135
4136 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4137         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4138 {
4139         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4140 }
4141
4142 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4143         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4144 {
4145         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4146 }
4147
4148 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4149         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4150 {
4151         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4152         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4153         unsigned long usage;
4154         int i, j, size, entries;
4155
4156         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4157
4158         if (type == _MEM) {
4159                 thresholds = &memcg->thresholds;
4160                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4161         } else if (type == _MEMSWAP) {
4162                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4163                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4164         } else
4165                 BUG();
4166
4167         if (!thresholds->primary)
4168                 goto unlock;
4169
4170         /* Check if a threshold crossed before removing */
4171         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4172
4173         /* Calculate new number of threshold */
4174         size = entries = 0;
4175         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4176                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4177                         size++;
4178                 else
4179                         entries++;
4180         }
4181
4182         new = thresholds->spare;
4183
4184         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4185         if (!entries)
4186                 goto unlock;
4187
4188         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4189         if (!size) {
4190                 kfree(new);
4191                 new = NULL;
4192                 goto swap_buffers;
4193         }
4194
4195         new->size = size;
4196
4197         /* Copy thresholds and find current threshold */
4198         new->current_threshold = -1;
4199         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4200                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4201                         continue;
4202
4203                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4204                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4205                         /*
4206                          * new->current_threshold will not be used
4207                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4208                          * it here.
4209                          */
4210                         ++new->current_threshold;
4211                 }
4212                 j++;
4213         }
4214
4215 swap_buffers:
4216         /* Swap primary and spare array */
4217         thresholds->spare = thresholds->primary;
4218
4219         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4220
4221         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4222         synchronize_rcu();
4223
4224         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4225         if (!new) {
4226                 kfree(thresholds->spare);
4227                 thresholds->spare = NULL;
4228         }
4229 unlock:
4230         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4231 }
4232
4233 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4234         struct eventfd_ctx *eventfd)
4235 {
4236         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4237 }
4238
4239 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4240         struct eventfd_ctx *eventfd)
4241 {
4242         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4243 }
4244
4245 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4246         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4247 {
4248         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4249
4250         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4251         if (!event)
4252                 return -ENOMEM;
4253
4254         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4255
4256         event->eventfd = eventfd;
4257         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4258
4259         /* already in OOM ? */
4260         if (memcg->under_oom)
4261                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4262         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4263
4264         return 0;
4265 }
4266
4267 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4268         struct eventfd_ctx *eventfd)
4269 {
4270         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4271
4272         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4273
4274         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4275                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4276                         list_del(&ev->list);
4277                         kfree(ev);
4278                 }
4279         }
4280
4281         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4282 }
4283
4284 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4285 {
4286         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4287
4288         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4289         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4290         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4291                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4292         return 0;
4293 }
4294
4295 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4296         struct cftype *cft, u64 val)
4297 {
4298         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4299
4300         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4301         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4302                 return -EINVAL;
4303
4304         memcg->oom_kill_disable = val;
4305         if (!val)
4306                 memcg_oom_recover(memcg);
4307
4308         return 0;
4309 }
4310
4311 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4312
4313 #include <trace/events/writeback.h>
4314
4315 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4316 {
4317         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4318 }
4319
4320 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4321 {
4322         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4323 }
4324
4325 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4326 {
4327         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4328 }
4329
4330 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4331 {
4332         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4333
4334         if (!memcg->css.parent)
4335                 return NULL;
4336
4337         return &memcg->cgwb_domain;
4338 }
4339
4340 /*
4341  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4342  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4343  */
4344 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4345 {
4346         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4347         int cpu;
4348
4349         for_each_online_cpu(cpu)
4350                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4351         if (x < 0)
4352                 x = 0;
4353         return x;
4354 }
4355
4356 /**
4357  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4358  * @wb: bdi_writeback in question
4359  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4360  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4361  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4362  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4363  *
4364  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4365  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4366  * is a bit more involved.
4367  *
4368  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4369  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4370  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4371  * available memory in the system.  The caller should further cap
4372  * *@pheadroom accordingly.
4373  */
4374 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4375                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4376                          unsigned long *pwriteback)
4377 {
4378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4379         struct mem_cgroup *parent;
4380
4381         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4382
4383         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4384         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4385                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4386         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4387
4388         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4389                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4390                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4391                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4392
4393                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4394                 memcg = parent;
4395         }
4396 }
4397
4398 /*
4399  * Foreign dirty flushing
4400  *
4401  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4402  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4403  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4404  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4405  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4406  * different cgroups isn't a common use-case.
4407  *
4408  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4409  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4410  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4411  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4412  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4413  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4414  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4415  * make writeback of the dirty pages happen.
4416  *
4417  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4418  * severely throttled after making some progress after each
4419  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4420  * completely idle.
4421  *
4422  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4423  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4424  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4425  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4426  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4427  *
4428  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4429  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4430  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4431  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4432  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4433  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4434  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4435  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4436  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4437  *
4438  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4439  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4440  * records are lockless and racy.
4441  */
4442 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4443                                              struct bdi_writeback *wb)
4444 {
4445         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4446         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4447         u64 now = get_jiffies_64();
4448         u64 oldest_at = now;
4449         int oldest = -1;
4450         int i;
4451
4452         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4453
4454         /*
4455          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4456          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4457          * written out.
4458          */
4459         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4460                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4461                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4462                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4463                         break;
4464                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4465                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4466                         oldest = i;
4467                         oldest_at = frn->at;
4468                 }
4469         }
4470
4471         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4472                 /*
4473                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4474                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4475                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4476                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4477                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4478                  */
4479                 unsigned long update_intv =
4480                         min_t(unsigned long, HZ,
4481                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4482
4483                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4484                         frn->at = now;
4485         } else if (oldest >= 0) {
4486                 /* replace the oldest free one */
4487                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4488                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4489                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4490                 frn->at = now;
4491         }
4492 }
4493
4494 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4495 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4496 {
4497         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4498         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4499         u64 now = jiffies_64;
4500         int i;
4501
4502         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4503                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4504
4505                 /*
4506                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4507                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4508                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4509                  * already one in flight.
4510                  */
4511                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4512                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4513                         frn->at = 0;
4514                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4515                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4516                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4517                                                &frn->done);
4518                 }
4519         }
4520 }
4521
4522 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4523
4524 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4525 {
4526         return 0;
4527 }
4528
4529 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4530 {
4531 }
4532
4533 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4534 {
4535 }
4536
4537 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4538
4539 /*
4540  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4541  *
4542  * "cgroup.event_control" implementation.
4543  *
4544  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4545  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4546  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4547  *
4548  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4549  * possible.
4550  */
4551
4552 /*
4553  * Unregister event and free resources.
4554  *
4555  * Gets called from workqueue.
4556  */
4557 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4558 {
4559         struct mem_cgroup_event *event =
4560                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4561         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4562
4563         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4564
4565         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4566
4567         /* Notify userspace the event is going away. */
4568         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4569
4570         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4571         kfree(event);
4572         css_put(&memcg->css);
4573 }
4574
4575 /*
4576  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4577  *
4578  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4579  */
4580 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4581                             int sync, void *key)
4582 {
4583         struct mem_cgroup_event *event =
4584                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4585         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4586         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4587
4588         if (flags & EPOLLHUP) {
4589                 /*
4590                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4591                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4592                  * for us.
4593                  *
4594                  * We can't race against event freeing since the other
4595                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4596                  * which we hold.
4597                  */
4598                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4599                 if (!list_empty(&event->list)) {
4600                         list_del_init(&event->list);
4601                         /*
4602                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4603                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4604                          */
4605                         schedule_work(&event->remove);
4606                 }
4607                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4608         }
4609
4610         return 0;
4611 }
4612
4613 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4614                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4615 {
4616         struct mem_cgroup_event *event =
4617                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4618
4619         event->wqh = wqh;
4620         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4621 }
4622
4623 /*
4624  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4625  *
4626  * Parse input and register new cgroup event handler.
4627  *
4628  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4629  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4630  */
4631 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4632                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4633 {
4634         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4635         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4636         struct mem_cgroup_event *event;
4637         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4638         unsigned int efd, cfd;
4639         struct fd efile;
4640         struct fd cfile;
4641         const char *name;
4642         char *endp;
4643         int ret;
4644
4645         buf = strstrip(buf);
4646
4647         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4648         if (*endp != ' ')
4649                 return -EINVAL;
4650         buf = endp + 1;
4651
4652         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4653         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4654                 return -EINVAL;
4655         buf = endp + 1;
4656
4657         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4658         if (!event)
4659                 return -ENOMEM;
4660
4661         event->memcg = memcg;
4662         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4663         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4664         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4665         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4666
4667         efile = fdget(efd);
4668         if (!efile.file) {
4669                 ret = -EBADF;
4670                 goto out_kfree;
4671         }
4672
4673         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4674         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4675                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4676                 goto out_put_efile;
4677         }
4678
4679         cfile = fdget(cfd);
4680         if (!cfile.file) {
4681                 ret = -EBADF;
4682                 goto out_put_eventfd;
4683         }
4684
4685         /* the process need read permission on control file */
4686         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4687         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4688         if (ret < 0)
4689                 goto out_put_cfile;
4690
4691         /*
4692          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4693          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4694          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4695          * is for compatibility anyway.
4696          *
4697          * DO NOT ADD NEW FILES.
4698          */
4699         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4700
4701         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4702                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4703                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4704         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4705                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4706                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4707         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4708                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4709                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4710         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4711                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4712                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4713         } else {
4714                 ret = -EINVAL;
4715                 goto out_put_cfile;
4716         }
4717
4718         /*
4719          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4720          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4721          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4722          */
4723         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4724                                                &memory_cgrp_subsys);
4725         ret = -EINVAL;
4726         if (IS_ERR(cfile_css))
4727                 goto out_put_cfile;
4728         if (cfile_css != css) {
4729                 css_put(cfile_css);
4730                 goto out_put_cfile;
4731         }
4732
4733         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4734         if (ret)
4735                 goto out_put_css;
4736
4737         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4738
4739         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4740         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4741         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4742
4743         fdput(cfile);
4744         fdput(efile);
4745
4746         return nbytes;
4747
4748 out_put_css:
4749         css_put(css);
4750 out_put_cfile:
4751         fdput(cfile);
4752 out_put_eventfd:
4753         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4754 out_put_efile:
4755         fdput(efile);
4756 out_kfree:
4757         kfree(event);
4758
4759         return ret;
4760 }
4761
4762 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4763         {
4764                 .name = "usage_in_bytes",
4765                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4766                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4767         },
4768         {
4769                 .name = "max_usage_in_bytes",
4770                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4771                 .write = mem_cgroup_reset,
4772                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4773         },
4774         {
4775                 .name = "limit_in_bytes",
4776                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4777                 .write = mem_cgroup_write,
4778                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4779         },
4780         {
4781                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4782                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4783                 .write = mem_cgroup_write,
4784                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4785         },
4786         {
4787                 .name = "failcnt",
4788                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4789                 .write = mem_cgroup_reset,
4790                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4791         },
4792         {
4793                 .name = "stat",
4794                 .seq_show = memcg_stat_show,
4795         },
4796         {
4797                 .name = "force_empty",
4798                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4799         },
4800         {
4801                 .name = "use_hierarchy",
4802                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4803                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4804         },
4805         {
4806                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4807                 .write = memcg_write_event_control,
4808                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4809         },
4810         {
4811                 .name = "swappiness",
4812                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4813                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4814         },
4815         {
4816                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4817                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4818                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4819         },
4820         {
4821                 .name = "oom_control",
4822                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4823                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4824                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4825         },
4826         {
4827                 .name = "pressure_level",
4828         },
4829 #ifdef CONFIG_NUMA
4830         {
4831                 .name = "numa_stat",
4832                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4833         },
4834 #endif
4835         {
4836                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4837                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4838                 .write = mem_cgroup_write,
4839                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4840         },
4841         {
4842                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4843                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4844                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4845         },
4846         {
4847                 .name = "kmem.failcnt",
4848                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4849                 .write = mem_cgroup_reset,
4850                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4851         },
4852         {
4853                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4854                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4855                 .write = mem_cgroup_reset,
4856                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4857         },
4858 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4859         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4860         {
4861                 .name = "kmem.slabinfo",
4862                 .seq_start = memcg_slab_start,
4863                 .seq_next = memcg_slab_next,
4864                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4865                 .seq_show = memcg_slab_show,
4866         },
4867 #endif
4868         {
4869                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4870                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4871                 .write = mem_cgroup_write,
4872                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4873         },
4874         {
4875                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4876                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4877                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4878         },
4879         {
4880                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4881                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4882                 .write = mem_cgroup_reset,
4883                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4884         },
4885         {
4886                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4887                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4888                 .write = mem_cgroup_reset,
4889                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4890         },
4891         { },    /* terminate */
4892 };
4893
4894 /*
4895  * Private memory cgroup IDR
4896  *
4897  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4898  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4899  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4900  * memory-controlled cgroups to 64k.
4901  *
4902  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4903  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4904  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4905  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4906  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4907  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4908  *
4909  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4910  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4911  * when the CSS is offlined.
4912  *
4913  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4914  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4915  * those references are manageable from userspace.
4916  */
4917
4918 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4919
4920 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4921 {
4922         if (memcg->id.id > 0) {
4923                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4924                 memcg->id.id = 0;
4925         }
4926 }
4927
4928 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
4929                                                   unsigned int n)
4930 {
4931         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4932 }
4933
4934 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4935 {
4936         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4937                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4938
4939                 /* Memcg ID pins CSS */
4940                 css_put(&memcg->css);
4941         }
4942 }
4943
4944 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4945 {
4946         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4947 }
4948
4949 /**
4950  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4951  * @id: the memcg id to look up
4952  *
4953  * Caller must hold rcu_read_lock().
4954  */
4955 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4956 {
4957         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4958         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4959 }
4960
4961 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4962 {
4963         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4964         int tmp = node;
4965         /*
4966          * This routine is called against possible nodes.
4967          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4968          *
4969          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4970          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4971          *       function.
4972          */
4973         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4974                 tmp = -1;
4975         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4976         if (!pn)
4977                 return 1;
4978
4979         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4980         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4981                 kfree(pn);
4982                 return 1;
4983         }
4984
4985         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4986         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4987                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4988                 kfree(pn);
4989                 return 1;
4990         }
4991
4992         lruvec_init(&pn->lruvec);
4993         pn->usage_in_excess = 0;
4994         pn->on_tree = false;
4995         pn->memcg = memcg;
4996
4997         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4998         return 0;
4999 }
5000
5001 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5002 {
5003         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5004
5005         if (!pn)
5006                 return;
5007
5008         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5009         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5010         kfree(pn);
5011 }
5012
5013 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5014 {
5015         int node;
5016
5017         for_each_node(node)
5018                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5019         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5020         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5021         kfree(memcg);
5022 }
5023
5024 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5025 {
5026         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5027         /*
5028          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5029          * on parent's and all ancestor levels.
5030          */
5031         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5032         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5033         __mem_cgroup_free(memcg);
5034 }
5035
5036 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5037 {
5038         struct mem_cgroup *memcg;
5039         unsigned int size;
5040         int node;
5041         int __maybe_unused i;
5042         long error = -ENOMEM;
5043
5044         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5045         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5046
5047         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5048         if (!memcg)
5049                 return ERR_PTR(error);
5050
5051         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5052                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5053                                  GFP_KERNEL);
5054         if (memcg->id.id < 0) {
5055                 error = memcg->id.id;
5056                 goto fail;
5057         }
5058
5059         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5060         if (!memcg->vmstats_local)
5061                 goto fail;
5062
5063         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5064         if (!memcg->vmstats_percpu)
5065                 goto fail;
5066
5067         for_each_node(node)
5068                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5069                         goto fail;
5070
5071         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5072                 goto fail;
5073
5074         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5075         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5076         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5077         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5078         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5079         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5080         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5081         memcg->socket_pressure = jiffies;
5082 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5083         memcg->kmemcg_id = -1;
5084 #endif
5085 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5086         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5087         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5088                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5089                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5090 #endif
5091 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5092         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5093         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5094         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5095 #endif
5096         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5097         return memcg;
5098 fail:
5099         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5100         __mem_cgroup_free(memcg);
5101         return ERR_PTR(error);
5102 }
5103
5104 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5105 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5106 {
5107         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5108         struct mem_cgroup *memcg;
5109         long error = -ENOMEM;
5110
5111         memcg = mem_cgroup_alloc();
5112         if (IS_ERR(memcg))
5113                 return ERR_CAST(memcg);
5114
5115         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5116         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5117         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5118         if (parent) {
5119                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5120                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5121         }
5122         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5123                 memcg->use_hierarchy = true;
5124                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5125                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5126                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5127                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5128                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5129         } else {
5130                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5131                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5132                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5133                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5134                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5135                 /*
5136                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5137                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5138                  * unfortunate state in our controller.
5139                  */
5140                 if (parent != root_mem_cgroup)
5141                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5142         }
5143
5144         /* The following stuff does not apply to the root */
5145         if (!parent) {
5146 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5147                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5148 #endif
5149                 root_mem_cgroup = memcg;
5150                 return &memcg->css;
5151         }
5152
5153         error = memcg_online_kmem(memcg);
5154         if (error)
5155                 goto fail;
5156
5157         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5158                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5159
5160         return &memcg->css;
5161 fail:
5162         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5163         mem_cgroup_free(memcg);
5164         return ERR_PTR(error);
5165 }
5166
5167 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5168 {
5169         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5170
5171         /*
5172          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5173          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5174          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5175          */
5176         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5177                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5178                 return -ENOMEM;
5179         }
5180
5181         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5182         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5183         css_get(css);
5184         return 0;
5185 }
5186
5187 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5188 {
5189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5190         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5191
5192         /*
5193          * Unregister events and notify userspace.
5194          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5195          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5196          */
5197         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5198         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5199                 list_del_init(&event->list);
5200                 schedule_work(&event->remove);
5201         }
5202         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5203
5204         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5205         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5206
5207         memcg_offline_kmem(memcg);
5208         wb_memcg_offline(memcg);
5209
5210         drain_all_stock(memcg);
5211
5212         mem_cgroup_id_put(memcg);
5213 }
5214
5215 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5216 {
5217         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5218
5219         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5220 }
5221
5222 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5223 {
5224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5225         int __maybe_unused i;
5226
5227 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5228         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5229                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5230 #endif
5231         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5232                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5233
5234         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5235                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5236
5237         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5238         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5239         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5240         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5241         memcg_free_kmem(memcg);
5242         mem_cgroup_free(memcg);
5243 }
5244
5245 /**
5246  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5247  * @css: the target css
5248  *
5249  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5250  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5251  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5252  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5253  * made visible again.
5254  *
5255  * The current implementation only resets the essential configurations.
5256  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5257  */
5258 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5259 {
5260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5261
5262         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5263         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5264         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5265         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5266         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5267         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5268         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5269         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5270         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5271         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5272         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5273 }
5274
5275 #ifdef CONFIG_MMU
5276 /* Handlers for move charge at task migration. */
5277 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5278 {
5279         int ret;
5280
5281         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5282         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5283         if (!ret) {
5284                 mc.precharge += count;
5285                 return ret;
5286         }
5287
5288         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5289         while (count--) {
5290                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5291                 if (ret)
5292                         return ret;
5293                 mc.precharge++;
5294                 cond_resched();
5295         }
5296         return 0;
5297 }
5298
5299 union mc_target {
5300         struct page     *page;
5301         swp_entry_t     ent;
5302 };
5303
5304 enum mc_target_type {
5305         MC_TARGET_NONE = 0,
5306         MC_TARGET_PAGE,
5307         MC_TARGET_SWAP,
5308         MC_TARGET_DEVICE,
5309 };
5310
5311 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5312                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5313 {
5314         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5315
5316         if (!page || !page_mapped(page))
5317                 return NULL;
5318         if (PageAnon(page)) {
5319                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5320                         return NULL;
5321         } else {
5322                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5323                         return NULL;
5324         }
5325         if (!get_page_unless_zero(page))
5326                 return NULL;
5327
5328         return page;
5329 }
5330
5331 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5332 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5333                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5334 {
5335         struct page *page = NULL;
5336         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5337
5338         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5339                 return NULL;
5340
5341         /*
5342          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5343          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5344          * as special swap entry in the CPU page table.
5345          */
5346         if (is_device_private_entry(ent)) {
5347                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5348                 /*
5349                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5350                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5351                  */
5352                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5353                         return NULL;
5354                 return page;
5355         }
5356
5357         /*
5358          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5359          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5360          */
5361         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5362         if (do_memsw_account())
5363                 entry->val = ent.val;
5364
5365         return page;
5366 }
5367 #else
5368 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5369                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5370 {
5371         return NULL;
5372 }
5373 #endif
5374
5375 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5376                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5377 {
5378         struct page *page = NULL;
5379         struct address_space *mapping;
5380         pgoff_t pgoff;
5381
5382         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5383                 return NULL;
5384         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5385                 return NULL;
5386
5387         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5388         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5389
5390         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5391 #ifdef CONFIG_SWAP
5392         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5393         if (shmem_mapping(mapping)) {
5394                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5395                 if (xa_is_value(page)) {
5396                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5397                         if (do_memsw_account())
5398                                 *entry = swp;
5399                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5400                                              swp_offset(swp));
5401                 }
5402         } else
5403                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5404 #else
5405         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5406 #endif
5407         return page;
5408 }
5409
5410 /**
5411  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5412  * @page: the page
5413  * @compound: charge the page as compound or small page
5414  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5415  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5416  *
5417  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5418  *
5419  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5420  * from old cgroup.
5421  */
5422 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5423                                    bool compound,
5424                                    struct mem_cgroup *from,
5425                                    struct mem_cgroup *to)
5426 {
5427         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5428         struct pglist_data *pgdat;
5429         unsigned long flags;
5430         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5431         int ret;
5432         bool anon;
5433
5434         VM_BUG_ON(from == to);
5435         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5436         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5437
5438         /*
5439          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5440          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5441          */
5442         ret = -EBUSY;
5443         if (!trylock_page(page))
5444                 goto out;
5445
5446         ret = -EINVAL;
5447         if (page->mem_cgroup != from)
5448                 goto out_unlock;
5449
5450         anon = PageAnon(page);
5451
5452         pgdat = page_pgdat(page);
5453         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5454         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5455
5456         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5457
5458         if (!anon && page_mapped(page)) {
5459                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5460                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5461         }
5462
5463         /*
5464          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5465          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5466          * So mapping should be stable for dirty pages.
5467          */
5468         if (!anon && PageDirty(page)) {
5469                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5470
5471                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5472                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5473                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5474                 }
5475         }
5476
5477         if (PageWriteback(page)) {
5478                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5479                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5480         }
5481
5482         /*
5483          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5484          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5485          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5486          */
5487
5488         /* caller should have done css_get */
5489         page->mem_cgroup = to;
5490
5491         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5492
5493         ret = 0;
5494
5495         local_irq_disable();
5496         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5497         memcg_check_events(to, page);
5498         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5499         memcg_check_events(from, page);
5500         local_irq_enable();
5501 out_unlock:
5502         unlock_page(page);
5503 out:
5504         return ret;
5505 }
5506
5507 /**
5508  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5509  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5510  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5511  * @ptent: the pte to be checked
5512  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5513  *
5514  * Returns
5515  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5516  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5517  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5518  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5519  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5520  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5521  *     in target->ent.
5522  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5523  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5524  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5525  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5526  *     regular page.
5527  *
5528  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5529  *
5530  * Called with pte lock held.
5531  */
5532
5533 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5534                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5535 {
5536         struct page *page = NULL;
5537         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5538         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5539
5540         if (pte_present(ptent))
5541                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5542         else if (is_swap_pte(ptent))
5543                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5544         else if (pte_none(ptent))
5545                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5546
5547         if (!page && !ent.val)
5548                 return ret;
5549         if (page) {
5550                 /*
5551                  * Do only loose check w/o serialization.
5552                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5553                  * not under LRU exclusion.
5554                  */
5555                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5556                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5557                         if (is_device_private_page(page))
5558                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5559                         if (target)
5560                                 target->page = page;
5561                 }
5562                 if (!ret || !target)
5563                         put_page(page);
5564         }
5565         /*
5566          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5567          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5568          */
5569         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5570             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5571                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5572                 if (target)
5573                         target->ent = ent;
5574         }
5575         return ret;
5576 }
5577
5578 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5579 /*
5580  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5581  * not support them for now.
5582  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5583  */
5584 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5585                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5586 {
5587         struct page *page = NULL;
5588         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5589
5590         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5591                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5592                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5593                 return ret;
5594         }
5595         page = pmd_page(pmd);
5596         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5597         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5598                 return ret;
5599         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5600                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5601                 if (target) {
5602                         get_page(page);
5603                         target->page = page;
5604                 }
5605         }
5606         return ret;
5607 }
5608 #else
5609 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5610                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5611 {
5612         return MC_TARGET_NONE;
5613 }
5614 #endif
5615
5616 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5617                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5618                                         struct mm_walk *walk)
5619 {
5620         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5621         pte_t *pte;
5622         spinlock_t *ptl;
5623
5624         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5625         if (ptl) {
5626                 /*
5627                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5628                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5629                  * this might change.
5630                  */
5631                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5632                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5633                 spin_unlock(ptl);
5634                 return 0;
5635         }
5636
5637         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5638                 return 0;
5639         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5640         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5641                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5642                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5643         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5644         cond_resched();
5645
5646         return 0;
5647 }
5648
5649 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5650         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5651 };
5652
5653 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5654 {
5655         unsigned long precharge;
5656
5657         down_read(&mm->mmap_sem);
5658         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5659         up_read(&mm->mmap_sem);
5660
5661         precharge = mc.precharge;
5662         mc.precharge = 0;
5663
5664         return precharge;
5665 }
5666
5667 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5668 {
5669         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5670
5671         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5672         mc.moving_task = current;
5673         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5674 }
5675
5676 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5677 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5678 {
5679         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5680         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5681
5682         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5683         if (mc.precharge) {
5684                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5685                 mc.precharge = 0;
5686         }
5687         /*
5688          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5689          * we must uncharge here.
5690          */
5691         if (mc.moved_charge) {
5692                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5693                 mc.moved_charge = 0;
5694         }
5695         /* we must fixup refcnts and charges */
5696         if (mc.moved_swap) {
5697                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5698                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5699                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5700
5701                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5702
5703                 /*
5704                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5705                  * should uncharge to->memory.
5706                  */
5707                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5708                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5709
5710                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5711                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5712
5713                 mc.moved_swap = 0;
5714         }
5715         memcg_oom_recover(from);
5716         memcg_oom_recover(to);
5717         wake_up_all(&mc.waitq);
5718 }
5719
5720 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5721 {
5722         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5723
5724         /*
5725          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5726          * task migration.
5727          */
5728         mc.moving_task = NULL;
5729         __mem_cgroup_clear_mc();
5730         spin_lock(&mc.lock);
5731         mc.from = NULL;
5732         mc.to = NULL;
5733         mc.mm = NULL;
5734         spin_unlock(&mc.lock);
5735
5736         mmput(mm);
5737 }
5738
5739 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5740 {
5741         struct cgroup_subsys_state *css;
5742         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5743         struct mem_cgroup *from;
5744         struct task_struct *leader, *p;
5745         struct mm_struct *mm;
5746         unsigned long move_flags;
5747         int ret = 0;
5748
5749         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5750         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5751                 return 0;
5752
5753         /*
5754          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5755          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5756          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5757          * multiple.
5758          */
5759         p = NULL;
5760         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5761                 WARN_ON_ONCE(p);
5762                 p = leader;
5763                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5764         }
5765         if (!p)
5766                 return 0;
5767
5768         /*
5769          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5770          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5771          * So we need to save it, and keep it going.
5772          */
5773         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5774         if (!move_flags)
5775                 return 0;
5776
5777         from = mem_cgroup_from_task(p);
5778
5779         VM_BUG_ON(from == memcg);
5780
5781         mm = get_task_mm(p);
5782         if (!mm)
5783                 return 0;
5784         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5785         if (mm->owner == p) {
5786                 VM_BUG_ON(mc.from);
5787                 VM_BUG_ON(mc.to);
5788                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5789                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5790                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5791
5792                 spin_lock(&mc.lock);
5793                 mc.mm = mm;
5794                 mc.from = from;
5795                 mc.to = memcg;
5796                 mc.flags = move_flags;
5797                 spin_unlock(&mc.lock);
5798                 /* We set mc.moving_task later */
5799
5800                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5801                 if (ret)
5802                         mem_cgroup_clear_mc();
5803         } else {
5804                 mmput(mm);
5805         }
5806         return ret;
5807 }
5808
5809 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5810 {
5811         if (mc.to)
5812                 mem_cgroup_clear_mc();
5813 }
5814
5815 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5816                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5817                                 struct mm_walk *walk)
5818 {
5819         int ret = 0;
5820         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5821         pte_t *pte;
5822         spinlock_t *ptl;
5823         enum mc_target_type target_type;
5824         union mc_target target;
5825         struct page *page;
5826
5827         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5828         if (ptl) {
5829                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5830                         spin_unlock(ptl);
5831                         return 0;
5832                 }
5833                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5834                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5835                         page = target.page;
5836                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5837                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5838                                                              mc.from, mc.to)) {
5839                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5840                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5841                                 }
5842                                 putback_lru_page(page);
5843                         }
5844                         put_page(page);
5845                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5846                         page = target.page;
5847                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5848                                                      mc.from, mc.to)) {
5849                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5850                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5851                         }
5852                         put_page(page);
5853                 }
5854                 spin_unlock(ptl);
5855                 return 0;
5856         }
5857
5858         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5859                 return 0;
5860 retry:
5861         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5862         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5863                 pte_t ptent = *(pte++);
5864                 bool device = false;
5865                 swp_entry_t ent;
5866
5867                 if (!mc.precharge)
5868                         break;
5869
5870                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5871                 case MC_TARGET_DEVICE:
5872                         device = true;
5873                         fallthrough;
5874                 case MC_TARGET_PAGE:
5875                         page = target.page;
5876                         /*
5877                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5878                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5879                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5880                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5881                          */
5882                         if (PageTransCompound(page))
5883                                 goto put;
5884                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5885                                 goto put;
5886                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5887                                                 mc.from, mc.to)) {
5888                                 mc.precharge--;
5889                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5890                                 mc.moved_charge++;
5891                         }
5892                         if (!device)
5893                                 putback_lru_page(page);
5894 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5895                         put_page(page);
5896                         break;
5897                 case MC_TARGET_SWAP:
5898                         ent = target.ent;
5899                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5900                                 mc.precharge--;
5901                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5902                                 mc.moved_swap++;
5903                         }
5904                         break;
5905                 default:
5906                         break;
5907                 }
5908         }
5909         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5910         cond_resched();
5911
5912         if (addr != end) {
5913                 /*
5914                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5915                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5916                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5917                  * phase.
5918                  */
5919                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5920                 if (!ret)
5921                         goto retry;
5922         }
5923
5924         return ret;
5925 }
5926
5927 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
5928         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5929 };
5930
5931 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5932 {
5933         lru_add_drain_all();
5934         /*
5935          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5936          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5937          * for already started RCU-only updates to finish.
5938          */
5939         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5940         synchronize_rcu();
5941 retry:
5942         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5943                 /*
5944                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5945                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5946                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5947                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5948                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5949                  */
5950                 __mem_cgroup_clear_mc();
5951                 cond_resched();
5952                 goto retry;
5953         }
5954         /*
5955          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5956          * additional charge, the page walk just aborts.
5957          */
5958         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
5959                         NULL);
5960
5961         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5962         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5963 }
5964
5965 static void mem_cgroup_move_task(void)
5966 {
5967         if (mc.to) {
5968                 mem_cgroup_move_charge();
5969                 mem_cgroup_clear_mc();
5970         }
5971 }
5972 #else   /* !CONFIG_MMU */
5973 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5974 {
5975         return 0;
5976 }
5977 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5978 {
5979 }
5980 static void mem_cgroup_move_task(void)
5981 {
5982 }
5983 #endif
5984
5985 /*
5986  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5987  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5988  * attempt.
5989  */
5990 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5991 {
5992         /*
5993          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5994          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5995          * on for the root memcg is enough.
5996          */
5997         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5998                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5999         else
6000                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6001 }
6002
6003 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6004 {
6005         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6006                 seq_puts(m, "max\n");
6007         else
6008                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6009
6010         return 0;
6011 }
6012
6013 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6014                                struct cftype *cft)
6015 {
6016         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6017
6018         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6019 }
6020
6021 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6022 {
6023         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6024                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6025 }
6026
6027 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6028                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6029 {
6030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6031         unsigned long min;
6032         int err;
6033
6034         buf = strstrip(buf);
6035         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6036         if (err)
6037                 return err;
6038
6039         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6040
6041         return nbytes;
6042 }
6043
6044 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6045 {
6046         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6047                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6048 }
6049
6050 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6051                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6052 {
6053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6054         unsigned long low;
6055         int err;
6056
6057         buf = strstrip(buf);
6058         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6059         if (err)
6060                 return err;
6061
6062         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6063
6064         return nbytes;
6065 }
6066
6067 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6068 {
6069         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6070                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6071 }
6072
6073 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6074                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6075 {
6076         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6077         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6078         bool drained = false;
6079         unsigned long high;
6080         int err;
6081
6082         buf = strstrip(buf);
6083         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6084         if (err)
6085                 return err;
6086
6087         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6088
6089         for (;;) {
6090                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6091                 unsigned long reclaimed;
6092
6093                 if (nr_pages <= high)
6094                         break;
6095
6096                 if (signal_pending(current))
6097                         break;
6098
6099                 if (!drained) {
6100                         drain_all_stock(memcg);
6101                         drained = true;
6102                         continue;
6103                 }
6104
6105                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6106                                                          GFP_KERNEL, true);
6107
6108                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6109                         break;
6110         }
6111
6112         return nbytes;
6113 }
6114
6115 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6116 {
6117         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6118                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6119 }
6120
6121 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6122                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6123 {
6124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6125         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6126         bool drained = false;
6127         unsigned long max;
6128         int err;
6129
6130         buf = strstrip(buf);
6131         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6132         if (err)
6133                 return err;
6134
6135         xchg(&memcg->memory.max, max);
6136
6137         for (;;) {
6138                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6139
6140                 if (nr_pages <= max)
6141                         break;
6142
6143                 if (signal_pending(current))
6144                         break;
6145
6146                 if (!drained) {
6147                         drain_all_stock(memcg);
6148                         drained = true;
6149                         continue;
6150                 }
6151
6152                 if (nr_reclaims) {
6153                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6154                                                           GFP_KERNEL, true))
6155                                 nr_reclaims--;
6156                         continue;
6157                 }
6158
6159                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6160                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6161                         break;
6162         }
6163
6164         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6165         return nbytes;
6166 }
6167
6168 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6169 {
6170         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6171         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6172         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6173         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6174         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6175                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6176 }
6177
6178 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6179 {
6180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6181
6182         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6183         return 0;
6184 }
6185
6186 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6187 {
6188         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6189
6190         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6191         return 0;
6192 }
6193
6194 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6195 {
6196         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6197         char *buf;
6198
6199         buf = memory_stat_format(memcg);
6200         if (!buf)
6201                 return -ENOMEM;
6202         seq_puts(m, buf);
6203         kfree(buf);
6204         return 0;
6205 }
6206
6207 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6208 {
6209         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6210
6211         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6212
6213         return 0;
6214 }
6215
6216 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6217                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6218 {
6219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6220         int ret, oom_group;
6221
6222         buf = strstrip(buf);
6223         if (!buf)
6224                 return -EINVAL;
6225
6226         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6227         if (ret)
6228                 return ret;
6229
6230         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6231                 return -EINVAL;
6232
6233         memcg->oom_group = oom_group;
6234
6235         return nbytes;
6236 }
6237
6238 static struct cftype memory_files[] = {
6239         {
6240                 .name = "current",
6241                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6242                 .read_u64 = memory_current_read,
6243         },
6244         {
6245                 .name = "min",
6246                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6247                 .seq_show = memory_min_show,
6248                 .write = memory_min_write,
6249         },
6250         {
6251                 .name = "low",
6252                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6253                 .seq_show = memory_low_show,
6254                 .write = memory_low_write,
6255         },
6256         {
6257                 .name = "high",
6258                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6259                 .seq_show = memory_high_show,
6260                 .write = memory_high_write,
6261         },
6262         {
6263                 .name = "max",
6264                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6265                 .seq_show = memory_max_show,
6266                 .write = memory_max_write,
6267         },
6268         {
6269                 .name = "events",
6270                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6271                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6272                 .seq_show = memory_events_show,
6273         },
6274         {
6275                 .name = "events.local",
6276                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6277                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6278                 .seq_show = memory_events_local_show,
6279         },
6280         {
6281                 .name = "stat",
6282                 .seq_show = memory_stat_show,
6283         },
6284         {
6285                 .name = "oom.group",
6286                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6287                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6288                 .write = memory_oom_group_write,
6289         },
6290         { }     /* terminate */
6291 };
6292
6293 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6294         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6295         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6296         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6297         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6298         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6299         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6300         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6301         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6302         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6303         .bind = mem_cgroup_bind,
6304         .dfl_cftypes = memory_files,
6305         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6306         .early_init = 0,
6307 };
6308
6309 /*
6310  * This function calculates an individual cgroup's effective
6311  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6312  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6313  * distribution in the tree.
6314  *
6315  * The following rules apply to the effective protection values:
6316  *
6317  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6318  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6319  *
6320  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6321  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6322  *    parent's effective protection.
6323  *
6324  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6325  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6326  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6327  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6328  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6329  *
6330  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6331  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6332  *    the unused remainder is available to its siblings.
6333  *
6334  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6335  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6336  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6337  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6338  *
6339  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6340  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6341  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6342  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6343  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6344  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6345  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6346  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6347  *
6348  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6349  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6350  * neighboring subtrees.
6351  */
6352 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6353                                           unsigned long parent_usage,
6354                                           unsigned long setting,
6355                                           unsigned long parent_effective,
6356                                           unsigned long siblings_protected)
6357 {
6358         unsigned long protected;
6359         unsigned long ep;
6360
6361         protected = min(usage, setting);
6362         /*
6363          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6364          * protection then what the parent affords them, distribute
6365          * shares in proportion to utilization.
6366          *
6367          * We are using actual utilization rather than the statically
6368          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6369          * but unused protection is available to siblings that would
6370          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6371          */
6372         if (siblings_protected > parent_effective)
6373                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6374
6375         /*
6376          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6377          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6378          * and utilizes is effectively protected.
6379          *
6380          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6381          * will apply pressure in proportion to that amount.
6382          *
6383          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6384          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6385          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6386          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6387          * protection is always dependent on how memory is actually
6388          * consumed among the siblings anyway.
6389          */
6390         ep = protected;
6391
6392         /*
6393          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6394          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6395          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6396          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6397          * other compete freely over the allowance, but they are
6398          * collectively protected from neighboring trees.
6399          *
6400          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6401          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6402          * the same bytes twice.
6403          */
6404         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6405                 return ep;
6406
6407         if (parent_effective > siblings_protected && usage > protected) {
6408                 unsigned long unclaimed;
6409
6410                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6411                 unclaimed *= usage - protected;
6412                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6413
6414                 ep += unclaimed;
6415         }
6416
6417         return ep;
6418 }
6419
6420 /**
6421  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6422  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6423  * @memcg: the memory cgroup to check
6424  *
6425  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6426  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6427  *
6428  * Returns one of the following:
6429  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6430  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6431  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6432  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6433  */
6434 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6435                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6436 {
6437         unsigned long usage, parent_usage;
6438         struct mem_cgroup *parent;
6439
6440         if (mem_cgroup_disabled())
6441                 return MEMCG_PROT_NONE;
6442
6443         if (!root)
6444                 root = root_mem_cgroup;
6445         if (memcg == root)
6446                 return MEMCG_PROT_NONE;
6447
6448         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6449         if (!usage)
6450                 return MEMCG_PROT_NONE;
6451
6452         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6453         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6454         if (!parent)
6455                 return MEMCG_PROT_NONE;
6456
6457         if (parent == root) {
6458                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6459                 memcg->memory.elow = memcg->memory.low;
6460                 goto out;
6461         }
6462
6463         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6464
6465         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6466                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6467                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6468                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6469
6470         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6471                         memcg->memory.low, READ_ONCE(parent->memory.elow),
6472                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6473
6474 out:
6475         if (usage <= memcg->memory.emin)
6476                 return MEMCG_PROT_MIN;
6477         else if (usage <= memcg->memory.elow)
6478                 return MEMCG_PROT_LOW;
6479         else
6480                 return MEMCG_PROT_NONE;
6481 }
6482
6483 /**
6484  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6485  * @page: page to charge
6486  * @mm: mm context of the victim
6487  * @gfp_mask: reclaim mode
6488  * @memcgp: charged memcg return
6489  * @compound: charge the page as compound or small page
6490  *
6491  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6492  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6493  *
6494  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6495  * Otherwise, an error code is returned.
6496  *
6497  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6498  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6499  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6500  */
6501 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6502                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6503                           bool compound)
6504 {
6505         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6506         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6507         int ret = 0;
6508
6509         if (mem_cgroup_disabled())
6510                 goto out;
6511
6512         if (PageSwapCache(page)) {
6513                 /*
6514                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6515                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6516                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6517                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6518                  * in turn serializes uncharging.
6519                  */
6520                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6521                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6522                         goto out;
6523
6524                 if (do_swap_account) {
6525                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6526                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6527
6528                         rcu_read_lock();
6529                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6530                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6531                                 memcg = NULL;
6532                         rcu_read_unlock();
6533                 }
6534         }
6535
6536         if (!memcg)
6537                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6538
6539         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6540
6541         css_put(&memcg->css);
6542 out:
6543         *memcgp = memcg;
6544         return ret;
6545 }
6546
6547 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6548                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6549                           bool compound)
6550 {
6551         struct mem_cgroup *memcg;
6552         int ret;
6553
6554         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6555         memcg = *memcgp;
6556         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6557         return ret;
6558 }
6559
6560 /**
6561  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6562  * @page: page to charge
6563  * @memcg: memcg to charge the page to
6564  * @lrucare: page might be on LRU already
6565  * @compound: charge the page as compound or small page
6566  *
6567  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6568  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6569  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6570  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6571  *
6572  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6573  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6574  *
6575  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6576  */
6577 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6578                               bool lrucare, bool compound)
6579 {
6580         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6581
6582         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6583         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6584
6585         if (mem_cgroup_disabled())
6586                 return;
6587         /*
6588          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6589          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6590          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6591          */
6592         if (!memcg)
6593                 return;
6594
6595         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6596
6597         local_irq_disable();
6598         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6599         memcg_check_events(memcg, page);
6600         local_irq_enable();
6601
6602         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6603                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6604                 /*
6605                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6606                  * let's not wait for it.  The page already received a
6607                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6608                  */
6609                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6610         }
6611 }
6612
6613 /**
6614  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6615  * @page: page to charge
6616  * @memcg: memcg to charge the page to
6617  * @compound: charge the page as compound or small page
6618  *
6619  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6620  */
6621 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6622                 bool compound)
6623 {
6624         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6625
6626         if (mem_cgroup_disabled())
6627                 return;
6628         /*
6629          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6630          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6631          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6632          */
6633         if (!memcg)
6634                 return;
6635
6636         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6637 }
6638
6639 struct uncharge_gather {
6640         struct mem_cgroup *memcg;
6641         unsigned long pgpgout;
6642         unsigned long nr_anon;
6643         unsigned long nr_file;
6644         unsigned long nr_kmem;
6645         unsigned long nr_huge;
6646         unsigned long nr_shmem;
6647         struct page *dummy_page;
6648 };
6649
6650 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6651 {
6652         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6653 }
6654
6655 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6656 {
6657         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6658         unsigned long flags;
6659
6660         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6661                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6662                 if (do_memsw_account())
6663                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6664                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6665                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6666                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6667         }
6668
6669         local_irq_save(flags);
6670         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6671         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6672         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6673         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6674         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6675         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6676         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6677         local_irq_restore(flags);
6678
6679         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6680                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6681 }
6682
6683 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6684 {
6685         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6686         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6687                         !PageHWPoison(page) , page);
6688
6689         if (!page->mem_cgroup)
6690                 return;
6691
6692         /*
6693          * Nobody should be changing or seriously looking at
6694          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6695          * exclusive access to the page.
6696          */
6697
6698         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6699                 if (ug->memcg) {
6700                         uncharge_batch(ug);
6701                         uncharge_gather_clear(ug);
6702                 }
6703                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6704         }
6705
6706         if (!PageKmemcg(page)) {
6707                 unsigned int nr_pages = 1;
6708
6709                 if (PageTransHuge(page)) {
6710                         nr_pages = compound_nr(page);
6711                         ug->nr_huge += nr_pages;
6712                 }
6713                 if (PageAnon(page))
6714                         ug->nr_anon += nr_pages;
6715                 else {
6716                         ug->nr_file += nr_pages;
6717                         if (PageSwapBacked(page))
6718                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6719                 }
6720                 ug->pgpgout++;
6721         } else {
6722                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6723                 __ClearPageKmemcg(page);
6724         }
6725
6726         ug->dummy_page = page;
6727         page->mem_cgroup = NULL;
6728 }
6729
6730 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6731 {
6732         struct uncharge_gather ug;
6733         struct list_head *next;
6734
6735         uncharge_gather_clear(&ug);
6736
6737         /*
6738          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6739          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6740          */
6741         next = page_list->next;
6742         do {
6743                 struct page *page;
6744
6745                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6746                 next = page->lru.next;
6747
6748                 uncharge_page(page, &ug);
6749         } while (next != page_list);
6750
6751         if (ug.memcg)
6752                 uncharge_batch(&ug);
6753 }
6754
6755 /**
6756  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6757  * @page: page to uncharge
6758  *
6759  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6760  * mem_cgroup_commit_charge().
6761  */
6762 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6763 {
6764         struct uncharge_gather ug;
6765
6766         if (mem_cgroup_disabled())
6767                 return;
6768
6769         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6770         if (!page->mem_cgroup)
6771                 return;
6772
6773         uncharge_gather_clear(&ug);
6774         uncharge_page(page, &ug);
6775         uncharge_batch(&ug);
6776 }
6777
6778 /**
6779  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6780  * @page_list: list of pages to uncharge
6781  *
6782  * Uncharge a list of pages previously charged with
6783  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6784  */
6785 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6786 {
6787         if (mem_cgroup_disabled())
6788                 return;
6789
6790         if (!list_empty(page_list))
6791                 uncharge_list(page_list);
6792 }
6793
6794 /**
6795  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6796  * @oldpage: currently circulating page
6797  * @newpage: replacement page
6798  *
6799  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6800  * be uncharged upon free.
6801  *
6802  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6803  */
6804 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6805 {
6806         struct mem_cgroup *memcg;
6807         unsigned int nr_pages;
6808         unsigned long flags;
6809
6810         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6811         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6812         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6813         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6814                        newpage);
6815
6816         if (mem_cgroup_disabled())
6817                 return;
6818
6819         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6820         if (newpage->mem_cgroup)
6821                 return;
6822
6823         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6824         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6825         if (!memcg)
6826                 return;
6827
6828         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6829         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
6830
6831         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6832         if (do_memsw_account())
6833                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6834         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6835
6836         commit_charge(newpage, memcg, false);
6837
6838         local_irq_save(flags);
6839         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, PageTransHuge(newpage),
6840                         nr_pages);
6841         memcg_check_events(memcg, newpage);
6842         local_irq_restore(flags);
6843 }
6844
6845 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6846 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6847
6848 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6849 {
6850         struct mem_cgroup *memcg;
6851
6852         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6853                 return;
6854
6855         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6856         if (in_interrupt())
6857                 return;
6858
6859         rcu_read_lock();
6860         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6861         if (memcg == root_mem_cgroup)
6862                 goto out;
6863         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6864                 goto out;
6865         if (css_tryget(&memcg->css))
6866                 sk->sk_memcg = memcg;
6867 out:
6868         rcu_read_unlock();
6869 }
6870
6871 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6872 {
6873         if (sk->sk_memcg)
6874                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6875 }
6876
6877 /**
6878  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6879  * @memcg: memcg to charge
6880  * @nr_pages: number of pages to charge
6881  *
6882  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6883  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6884  */
6885 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6886 {
6887         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6888
6889         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6890                 struct page_counter *fail;
6891
6892                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6893                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6894                         return true;
6895                 }
6896                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6897                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6898                 return false;
6899         }
6900
6901         /* Don't block in the packet receive path */
6902         if (in_softirq())
6903                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6904
6905         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6906
6907         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6908                 return true;
6909
6910         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6911         return false;
6912 }
6913
6914 /**
6915  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6916  * @memcg: memcg to uncharge
6917  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6918  */
6919 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6920 {
6921         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6922                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6923                 return;
6924         }
6925
6926         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6927
6928         refill_stock(memcg, nr_pages);
6929 }
6930
6931 static int __init cgroup_memory(char *s)
6932 {
6933         char *token;
6934
6935         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6936                 if (!*token)
6937                         continue;
6938                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6939                         cgroup_memory_nosocket = true;
6940                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6941                         cgroup_memory_nokmem = true;
6942         }
6943         return 0;
6944 }
6945 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6946
6947 /*
6948  * subsys_initcall() for memory controller.
6949  *
6950  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6951  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6952  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6953  * should be initialized from here.
6954  */
6955 static int __init mem_cgroup_init(void)
6956 {
6957         int cpu, node;
6958
6959 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6960         /*
6961          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6962          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6963          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6964          * destroyed simultaneously.
6965          */
6966         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6967         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6968 #endif
6969
6970         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6971                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6972
6973         for_each_possible_cpu(cpu)
6974                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6975                           drain_local_stock);
6976
6977         for_each_node(node) {
6978                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6979
6980                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6981                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6982
6983                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6984                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6985                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6986                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6987         }
6988
6989         return 0;
6990 }
6991 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6992
6993 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6994 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6995 {
6996         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6997                 /*
6998                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6999                  * always be >= 1.
7000                  */
7001                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7002                         VM_BUG_ON(1);
7003                         break;
7004                 }
7005                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7006                 if (!memcg)
7007                         memcg = root_mem_cgroup;
7008         }
7009         return memcg;
7010 }
7011
7012 /**
7013  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7014  * @page: page whose memsw charge to transfer
7015  * @entry: swap entry to move the charge to
7016  *
7017  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7018  */
7019 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7020 {
7021         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7022         unsigned int nr_entries;
7023         unsigned short oldid;
7024
7025         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7026         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7027
7028         if (!do_memsw_account())
7029                 return;
7030
7031         memcg = page->mem_cgroup;
7032
7033         /* Readahead page, never charged */
7034         if (!memcg)
7035                 return;
7036
7037         /*
7038          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7039          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7040          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7041          */
7042         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7043         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7044         /* Get references for the tail pages, too */
7045         if (nr_entries > 1)
7046                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7047         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7048                                    nr_entries);
7049         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7050         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7051
7052         page->mem_cgroup = NULL;
7053
7054         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7055                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7056
7057         if (memcg != swap_memcg) {
7058                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7059                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7060                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7061         }
7062
7063         /*
7064          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7065          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7066          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7067          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7068          */
7069         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7070         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
7071                                      -nr_entries);
7072         memcg_check_events(memcg, page);
7073
7074         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7075                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7076 }
7077
7078 /**
7079  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7080  * @page: page being added to swap
7081  * @entry: swap entry to charge
7082  *
7083  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7084  *
7085  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7086  */
7087 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7088 {
7089         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7090         struct page_counter *counter;
7091         struct mem_cgroup *memcg;
7092         unsigned short oldid;
7093
7094         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7095                 return 0;
7096
7097         memcg = page->mem_cgroup;
7098
7099         /* Readahead page, never charged */
7100         if (!memcg)
7101                 return 0;
7102
7103         if (!entry.val) {
7104                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7105                 return 0;
7106         }
7107
7108         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7109
7110         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7111             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7112                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7113                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7114                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7115                 return -ENOMEM;
7116         }
7117
7118         /* Get references for the tail pages, too */
7119         if (nr_pages > 1)
7120                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7121         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7122         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7123         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7124
7125         return 0;
7126 }
7127
7128 /**
7129  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7130  * @entry: swap entry to uncharge
7131  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7132  */
7133 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7134 {
7135         struct mem_cgroup *memcg;
7136         unsigned short id;
7137
7138         if (!do_swap_account)
7139                 return;
7140
7141         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7142         rcu_read_lock();
7143         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7144         if (memcg) {
7145                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7146                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7147                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7148                         else
7149                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7150                 }
7151                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7152                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7153         }
7154         rcu_read_unlock();
7155 }
7156
7157 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7158 {
7159         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7160
7161         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7162                 return nr_swap_pages;
7163         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7164                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7165                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7166                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7167         return nr_swap_pages;
7168 }
7169
7170 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7171 {
7172         struct mem_cgroup *memcg;
7173
7174         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7175
7176         if (vm_swap_full())
7177                 return true;
7178         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7179                 return false;
7180
7181         memcg = page->mem_cgroup;
7182         if (!memcg)
7183                 return false;
7184
7185         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7186                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7187
7188                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7189                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7190                         return true;
7191         }
7192
7193         return false;
7194 }
7195
7196 /* for remember boot option*/
7197 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7198 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7199 #else
7200 static int really_do_swap_account __initdata;
7201 #endif
7202
7203 static int __init enable_swap_account(char *s)
7204 {
7205         if (!strcmp(s, "1"))
7206                 really_do_swap_account = 1;
7207         else if (!strcmp(s, "0"))
7208                 really_do_swap_account = 0;
7209         return 1;
7210 }
7211 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7212
7213 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7214                              struct cftype *cft)
7215 {
7216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7217
7218         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7219 }
7220
7221 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7222 {
7223         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7224                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7225 }
7226
7227 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7228                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7229 {
7230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7231         unsigned long high;
7232         int err;
7233
7234         buf = strstrip(buf);
7235         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7236         if (err)
7237                 return err;
7238
7239         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7240
7241         return nbytes;
7242 }
7243
7244 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7245 {
7246         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7247                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7248 }
7249
7250 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7251                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7252 {
7253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7254         unsigned long max;
7255         int err;
7256
7257         buf = strstrip(buf);
7258         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7259         if (err)
7260                 return err;
7261
7262         xchg(&memcg->swap.max, max);
7263
7264         return nbytes;
7265 }
7266
7267 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7268 {
7269         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7270
7271         seq_printf(m, "high %lu\n",
7272                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7273         seq_printf(m, "max %lu\n",
7274                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7275         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7276                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7277
7278         return 0;
7279 }
7280
7281 static struct cftype swap_files[] = {
7282         {
7283                 .name = "swap.current",
7284                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7285                 .read_u64 = swap_current_read,
7286         },
7287         {
7288                 .name = "swap.high",
7289                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7290                 .seq_show = swap_high_show,
7291                 .write = swap_high_write,
7292         },
7293         {
7294                 .name = "swap.max",
7295                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7296                 .seq_show = swap_max_show,
7297                 .write = swap_max_write,
7298         },
7299         {
7300                 .name = "swap.events",
7301                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7302                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7303                 .seq_show = swap_events_show,
7304         },
7305         { }     /* terminate */
7306 };
7307
7308 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7309         {
7310                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7311                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7312                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7313         },
7314         {
7315                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7316                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7317                 .write = mem_cgroup_reset,
7318                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7319         },
7320         {
7321                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7322                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7323                 .write = mem_cgroup_write,
7324                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7325         },
7326         {
7327                 .name = "memsw.failcnt",
7328                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7329                 .write = mem_cgroup_reset,
7330                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7331         },
7332         { },    /* terminate */
7333 };
7334
7335 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7336 {
7337         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7338                 do_swap_account = 1;
7339                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7340                                                swap_files));
7341                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7342                                                   memsw_cgroup_files));
7343         }
7344         return 0;
7345 }
7346 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7347
7348 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */