OSDN Git Service

mm: memcg/slab: stop setting page->mem_cgroup pointer for slab pages
[tomoyo/tomoyo-test1.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], val);
699
700         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
701         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
702                 struct mem_cgroup *mi;
703
704                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
705                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
706                 x = 0;
707         }
708         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
709 }
710
711 static struct mem_cgroup_per_node *
712 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
713 {
714         struct mem_cgroup *parent;
715
716         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
717         if (!parent)
718                 return NULL;
719         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
720 }
721
722 /**
723  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
724  * @lruvec: the lruvec
725  * @idx: the stat item
726  * @val: delta to add to the counter, can be negative
727  *
728  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
729  * function updates the all three counters that are affected by a
730  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
731  */
732 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
733                         int val)
734 {
735         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
736         struct mem_cgroup_per_node *pn;
737         struct mem_cgroup *memcg;
738         long x;
739
740         /* Update node */
741         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
742
743         if (mem_cgroup_disabled())
744                 return;
745
746         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
747         memcg = pn->memcg;
748
749         /* Update memcg */
750         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
751
752         /* Update lruvec */
753         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
760                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
761                 x = 0;
762         }
763         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
764 }
765
766 /**
767  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the event item
770  * @count: the number of events that occured
771  */
772 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
773                           unsigned long count)
774 {
775         unsigned long x;
776
777         if (mem_cgroup_disabled())
778                 return;
779
780         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], count);
781
782         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
783         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
787                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
788                 x = 0;
789         }
790         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
791 }
792
793 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
794 {
795         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
796 }
797
798 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
799 {
800         long x = 0;
801         int cpu;
802
803         for_each_possible_cpu(cpu)
804                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
805         return x;
806 }
807
808 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
809                                          struct page *page,
810                                          bool compound, int nr_pages)
811 {
812         /*
813          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
814          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
815          */
816         if (PageAnon(page))
817                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
818         else {
819                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
820                 if (PageSwapBacked(page))
821                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
822         }
823
824         if (compound) {
825                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
826                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
827         }
828
829         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
830         if (nr_pages > 0)
831                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
832         else {
833                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
834                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
835         }
836
837         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
838 }
839
840 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
841                                        enum mem_cgroup_events_target target)
842 {
843         unsigned long val, next;
844
845         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
846         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
847         /* from time_after() in jiffies.h */
848         if ((long)(next - val) < 0) {
849                 switch (target) {
850                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
851                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
852                         break;
853                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
854                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
855                         break;
856                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
857                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
858                         break;
859                 default:
860                         break;
861                 }
862                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
863                 return true;
864         }
865         return false;
866 }
867
868 /*
869  * Check events in order.
870  *
871  */
872 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
873 {
874         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
875         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
876                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
877                 bool do_softlimit;
878                 bool do_numainfo __maybe_unused;
879
880                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
882 #if MAX_NUMNODES > 1
883                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
884                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
885 #endif
886                 mem_cgroup_threshold(memcg);
887                 if (unlikely(do_softlimit))
888                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
889 #if MAX_NUMNODES > 1
890                 if (unlikely(do_numainfo))
891                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
892 #endif
893         }
894 }
895
896 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
897 {
898         /*
899          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
900          * if it races with swapoff, page migration, etc.
901          * So this can be called with p == NULL.
902          */
903         if (unlikely(!p))
904                 return NULL;
905
906         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
909
910 /**
911  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
912  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
913  *
914  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
915  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
916  * returned.
917  */
918 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
919 {
920         struct mem_cgroup *memcg;
921
922         if (mem_cgroup_disabled())
923                 return NULL;
924
925         rcu_read_lock();
926         do {
927                 /*
928                  * Page cache insertions can happen withou an
929                  * actual mm context, e.g. during disk probing
930                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
931                  */
932                 if (unlikely(!mm))
933                         memcg = root_mem_cgroup;
934                 else {
935                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
936                         if (unlikely(!memcg))
937                                 memcg = root_mem_cgroup;
938                 }
939         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
940         rcu_read_unlock();
941         return memcg;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
944
945 /**
946  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
947  * @page: page from which memcg should be extracted.
948  *
949  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
950  * root_mem_cgroup is returned.
951  */
952 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
953 {
954         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
955
956         if (mem_cgroup_disabled())
957                 return NULL;
958
959         rcu_read_lock();
960         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
961                 memcg = root_mem_cgroup;
962         rcu_read_unlock();
963         return memcg;
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
966
967 /**
968  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
969  */
970 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
971 {
972         if (unlikely(current->active_memcg)) {
973                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
974
975                 rcu_read_lock();
976                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
977                         memcg = current->active_memcg;
978                 rcu_read_unlock();
979                 return memcg;
980         }
981         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
982 }
983
984 /**
985  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
986  * @root: hierarchy root
987  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
988  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
989  *
990  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
991  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
992  *
993  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
994  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
995  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
996  *
997  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
998  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
999  * reclaimers operating on the same node and priority.
1000  */
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1002                                    struct mem_cgroup *prev,
1003                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1004 {
1005         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1006         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1007         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1008         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1009
1010         if (mem_cgroup_disabled())
1011                 return NULL;
1012
1013         if (!root)
1014                 root = root_mem_cgroup;
1015
1016         if (prev && !reclaim)
1017                 pos = prev;
1018
1019         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1020                 if (prev)
1021                         goto out;
1022                 return root;
1023         }
1024
1025         rcu_read_lock();
1026
1027         if (reclaim) {
1028                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1029
1030                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1031                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1032
1033                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1034                         goto out_unlock;
1035
1036                 while (1) {
1037                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1038                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1039                                 break;
1040                         /*
1041                          * css reference reached zero, so iter->position will
1042                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1043                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1044                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1045                          * might block it. So we clear iter->position right
1046                          * away.
1047                          */
1048                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1049                 }
1050         }
1051
1052         if (pos)
1053                 css = &pos->css;
1054
1055         for (;;) {
1056                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1057                 if (!css) {
1058                         /*
1059                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1060                          * new one might jump in right at the end of
1061                          * the hierarchy - make sure they see at least
1062                          * one group and restart from the beginning.
1063                          */
1064                         if (!prev)
1065                                 continue;
1066                         break;
1067                 }
1068
1069                 /*
1070                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1071                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1072                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1073                  */
1074                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1075
1076                 if (css == &root->css)
1077                         break;
1078
1079                 if (css_tryget(css))
1080                         break;
1081
1082                 memcg = NULL;
1083         }
1084
1085         if (reclaim) {
1086                 /*
1087                  * The position could have already been updated by a competing
1088                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1089                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1090                  */
1091                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1092
1093                 if (pos)
1094                         css_put(&pos->css);
1095
1096                 if (!memcg)
1097                         iter->generation++;
1098                 else if (!prev)
1099                         reclaim->generation = iter->generation;
1100         }
1101
1102 out_unlock:
1103         rcu_read_unlock();
1104 out:
1105         if (prev && prev != root)
1106                 css_put(&prev->css);
1107
1108         return memcg;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1113  * @root: hierarchy root
1114  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1115  */
1116 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1117                            struct mem_cgroup *prev)
1118 {
1119         if (!root)
1120                 root = root_mem_cgroup;
1121         if (prev && prev != root)
1122                 css_put(&prev->css);
1123 }
1124
1125 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1126 {
1127         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1128         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1129         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1130         int nid;
1131         int i;
1132
1133         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1134                 for_each_node(nid) {
1135                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1136                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1137                                 iter = &mz->iter[i];
1138                                 cmpxchg(&iter->position,
1139                                         dead_memcg, NULL);
1140                         }
1141                 }
1142         }
1143 }
1144
1145 /**
1146  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1147  * @memcg: hierarchy root
1148  * @fn: function to call for each task
1149  * @arg: argument passed to @fn
1150  *
1151  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1152  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1153  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1154  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1155  *
1156  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1157  */
1158 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1159                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1160 {
1161         struct mem_cgroup *iter;
1162         int ret = 0;
1163
1164         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1165
1166         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1167                 struct css_task_iter it;
1168                 struct task_struct *task;
1169
1170                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1171                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1172                         ret = fn(task, arg);
1173                 css_task_iter_end(&it);
1174                 if (ret) {
1175                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1176                         break;
1177                 }
1178         }
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 /**
1183  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1184  * @page: the page
1185  * @pgdat: pgdat of the page
1186  *
1187  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1188  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1189  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1190  */
1191 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1192 {
1193         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1194         struct mem_cgroup *memcg;
1195         struct lruvec *lruvec;
1196
1197         if (mem_cgroup_disabled()) {
1198                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1199                 goto out;
1200         }
1201
1202         memcg = page->mem_cgroup;
1203         /*
1204          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1205          * possibly migrated - before they are charged.
1206          */
1207         if (!memcg)
1208                 memcg = root_mem_cgroup;
1209
1210         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1211         lruvec = &mz->lruvec;
1212 out:
1213         /*
1214          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1215          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1216          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1217          */
1218         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1219                 lruvec->pgdat = pgdat;
1220         return lruvec;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1225  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1226  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1227  * @zid: zone id of the accounted pages
1228  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1229  *
1230  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1231  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1232  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1233  */
1234 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1235                                 int zid, int nr_pages)
1236 {
1237         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1238         unsigned long *lru_size;
1239         long size;
1240
1241         if (mem_cgroup_disabled())
1242                 return;
1243
1244         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1245         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1246
1247         if (nr_pages < 0)
1248                 *lru_size += nr_pages;
1249
1250         size = *lru_size;
1251         if (WARN_ONCE(size < 0,
1252                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1253                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1254                 VM_BUG_ON(1);
1255                 *lru_size = 0;
1256         }
1257
1258         if (nr_pages > 0)
1259                 *lru_size += nr_pages;
1260 }
1261
1262 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1263 {
1264         struct mem_cgroup *task_memcg;
1265         struct task_struct *p;
1266         bool ret;
1267
1268         p = find_lock_task_mm(task);
1269         if (p) {
1270                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1271                 task_unlock(p);
1272         } else {
1273                 /*
1274                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1275                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1276                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1277                  */
1278                 rcu_read_lock();
1279                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1280                 css_get(&task_memcg->css);
1281                 rcu_read_unlock();
1282         }
1283         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1284         css_put(&task_memcg->css);
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 /**
1289  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1290  * @memcg: the memory cgroup
1291  *
1292  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1293  * pages.
1294  */
1295 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1296 {
1297         unsigned long margin = 0;
1298         unsigned long count;
1299         unsigned long limit;
1300
1301         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1302         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1303         if (count < limit)
1304                 margin = limit - count;
1305
1306         if (do_memsw_account()) {
1307                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1308                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1309                 if (count <= limit)
1310                         margin = min(margin, limit - count);
1311                 else
1312                         margin = 0;
1313         }
1314
1315         return margin;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1320  *
1321  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1322  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1323  * caused by "move".
1324  */
1325 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         struct mem_cgroup *from;
1328         struct mem_cgroup *to;
1329         bool ret = false;
1330         /*
1331          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1332          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1333          */
1334         spin_lock(&mc.lock);
1335         from = mc.from;
1336         to = mc.to;
1337         if (!from)
1338                 goto unlock;
1339
1340         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1341                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1342 unlock:
1343         spin_unlock(&mc.lock);
1344         return ret;
1345 }
1346
1347 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1350                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1351                         DEFINE_WAIT(wait);
1352                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1353                         /* moving charge context might have finished. */
1354                         if (mc.moving_task)
1355                                 schedule();
1356                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1357                         return true;
1358                 }
1359         }
1360         return false;
1361 }
1362
1363 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1364 {
1365         struct seq_buf s;
1366         int i;
1367
1368         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1369         if (!s.buffer)
1370                 return NULL;
1371
1372         /*
1373          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1374          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1375          *
1376          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1377          * 1) generic big picture -> specifics and details
1378          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1379          *
1380          * Current memory state:
1381          */
1382
1383         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1385                        PAGE_SIZE);
1386         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1387                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1388                        PAGE_SIZE);
1389         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1390                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1391                        1024);
1392         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1393                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1394                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1395                        PAGE_SIZE);
1396         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1397                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1398                        PAGE_SIZE);
1399
1400         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1401                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1402                        PAGE_SIZE);
1403         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1407                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1408                        PAGE_SIZE);
1409         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1410                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1411                        PAGE_SIZE);
1412
1413         /*
1414          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1415          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1416          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1417          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1418          */
1419         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1420                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1421                        PAGE_SIZE);
1422
1423         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1424                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1425                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1426                                PAGE_SIZE);
1427
1428         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1429                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1430                        PAGE_SIZE);
1431         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1432                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1433                        PAGE_SIZE);
1434
1435         /* Accumulated memory events */
1436
1437         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1438         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1439
1440         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1441                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1442         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1443                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1444         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1445                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1446
1447         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1448         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1450                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1451         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1452                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1453                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1454         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1455         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1456         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1457         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1458
1459 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1460         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1461                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1462         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1463                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1464 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1465
1466         /* The above should easily fit into one page */
1467         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1468
1469         return s.buffer;
1470 }
1471
1472 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1473 /**
1474  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1475  * memory controller.
1476  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1477  * @p: Task that is going to be killed
1478  *
1479  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1480  * enabled
1481  */
1482 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1483 {
1484         rcu_read_lock();
1485
1486         if (memcg) {
1487                 pr_cont(",oom_memcg=");
1488                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1489         } else
1490                 pr_cont(",global_oom");
1491         if (p) {
1492                 pr_cont(",task_memcg=");
1493                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1494         }
1495         rcu_read_unlock();
1496 }
1497
1498 /**
1499  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1500  * memory controller.
1501  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1502  */
1503 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1504 {
1505         char *buf;
1506
1507         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1508                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1509                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1510         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1511                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1512                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1513                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1514         else {
1515                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1516                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1517                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1518                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1519                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1520                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1521         }
1522
1523         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1524         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1525         pr_cont(":");
1526         buf = memory_stat_format(memcg);
1527         if (!buf)
1528                 return;
1529         pr_info("%s", buf);
1530         kfree(buf);
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1535  */
1536 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1537 {
1538         unsigned long max;
1539
1540         max = memcg->memory.max;
1541         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1542                 unsigned long memsw_max;
1543                 unsigned long swap_max;
1544
1545                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1546                 swap_max = memcg->swap.max;
1547                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1548                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1549         }
1550         return max;
1551 }
1552
1553 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1554                                      int order)
1555 {
1556         struct oom_control oc = {
1557                 .zonelist = NULL,
1558                 .nodemask = NULL,
1559                 .memcg = memcg,
1560                 .gfp_mask = gfp_mask,
1561                 .order = order,
1562         };
1563         bool ret;
1564
1565         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1566                 return true;
1567         /*
1568          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1569          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1570          */
1571         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1572         mutex_unlock(&oom_lock);
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 #if MAX_NUMNODES > 1
1577
1578 /**
1579  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1580  * @memcg: the target memcg
1581  * @nid: the node ID to be checked.
1582  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1583  *
1584  * This function returns whether the specified memcg contains any
1585  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1586  * pages in the node.
1587  */
1588 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1589                 int nid, bool noswap)
1590 {
1591         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1592
1593         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1594             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1595                 return true;
1596         if (noswap || !total_swap_pages)
1597                 return false;
1598         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1599             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1600                 return true;
1601         return false;
1602
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1607  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1608  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1609  *
1610  */
1611 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         int nid;
1614         /*
1615          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1616          * pagein/pageout changes since the last update.
1617          */
1618         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1619                 return;
1620         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1621                 return;
1622
1623         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1624         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1625
1626         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1627
1628                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1629                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1630         }
1631
1632         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1633         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1638  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1639  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1640  *
1641  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1642  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1643  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1644  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1645  *
1646  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1647  */
1648 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1649 {
1650         int node;
1651
1652         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1653         node = memcg->last_scanned_node;
1654
1655         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1656         /*
1657          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1658          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1659          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1660          */
1661         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1662                 node = numa_node_id();
1663
1664         memcg->last_scanned_node = node;
1665         return node;
1666 }
1667 #else
1668 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         return 0;
1671 }
1672 #endif
1673
1674 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1675                                    pg_data_t *pgdat,
1676                                    gfp_t gfp_mask,
1677                                    unsigned long *total_scanned)
1678 {
1679         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1680         int total = 0;
1681         int loop = 0;
1682         unsigned long excess;
1683         unsigned long nr_scanned;
1684         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1685                 .pgdat = pgdat,
1686                 .priority = 0,
1687         };
1688
1689         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1690
1691         while (1) {
1692                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1693                 if (!victim) {
1694                         loop++;
1695                         if (loop >= 2) {
1696                                 /*
1697                                  * If we have not been able to reclaim
1698                                  * anything, it might because there are
1699                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1700                                  */
1701                                 if (!total)
1702                                         break;
1703                                 /*
1704                                  * We want to do more targeted reclaim.
1705                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1706                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1707                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1708                                  */
1709                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1710                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1711                                         break;
1712                         }
1713                         continue;
1714                 }
1715                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1716                                         pgdat, &nr_scanned);
1717                 *total_scanned += nr_scanned;
1718                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1719                         break;
1720         }
1721         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1722         return total;
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1726 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1727         .name = "memcg_oom_lock",
1728 };
1729 #endif
1730
1731 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1732
1733 /*
1734  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1735  * If someone is running, return false.
1736  */
1737 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1738 {
1739         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1740
1741         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1744                 if (iter->oom_lock) {
1745                         /*
1746                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1747                          * so we cannot give a lock.
1748                          */
1749                         failed = iter;
1750                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1751                         break;
1752                 } else
1753                         iter->oom_lock = true;
1754         }
1755
1756         if (failed) {
1757                 /*
1758                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1759                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1760                  */
1761                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1762                         if (iter == failed) {
1763                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1764                                 break;
1765                         }
1766                         iter->oom_lock = false;
1767                 }
1768         } else
1769                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1770
1771         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1772
1773         return !failed;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1781         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1782         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1783                 iter->oom_lock = false;
1784         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1785 }
1786
1787 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1788 {
1789         struct mem_cgroup *iter;
1790
1791         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1792         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1793                 iter->under_oom++;
1794         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1795 }
1796
1797 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *iter;
1800
1801         /*
1802          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1803          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1804          */
1805         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1807                 if (iter->under_oom > 0)
1808                         iter->under_oom--;
1809         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1810 }
1811
1812 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1813
1814 struct oom_wait_info {
1815         struct mem_cgroup *memcg;
1816         wait_queue_entry_t      wait;
1817 };
1818
1819 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1820         unsigned mode, int sync, void *arg)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1823         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1824         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1825
1826         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1827         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1828
1829         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1830             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1831                 return 0;
1832         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1833 }
1834
1835 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         /*
1838          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1839          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1840          * this function is called as a result of userland actions
1841          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1842          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1843          * triggering notification.
1844          */
1845         if (memcg && memcg->under_oom)
1846                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1847 }
1848
1849 enum oom_status {
1850         OOM_SUCCESS,
1851         OOM_FAILED,
1852         OOM_ASYNC,
1853         OOM_SKIPPED
1854 };
1855
1856 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1857 {
1858         enum oom_status ret;
1859         bool locked;
1860
1861         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1862                 return OOM_SKIPPED;
1863
1864         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1865
1866         /*
1867          * We are in the middle of the charge context here, so we
1868          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1869          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1870          *
1871          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1872          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1873          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1874          * released.
1875          *
1876          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1877          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1878          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1879          * invoke the oom killer here.
1880          *
1881          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1882          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1883          */
1884         if (memcg->oom_kill_disable) {
1885                 if (!current->in_user_fault)
1886                         return OOM_SKIPPED;
1887                 css_get(&memcg->css);
1888                 current->memcg_in_oom = memcg;
1889                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1890                 current->memcg_oom_order = order;
1891
1892                 return OOM_ASYNC;
1893         }
1894
1895         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1896
1897         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1898
1899         if (locked)
1900                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1901
1902         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1903         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1904                 ret = OOM_SUCCESS;
1905         else
1906                 ret = OOM_FAILED;
1907
1908         if (locked)
1909                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1910
1911         return ret;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1916  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1917  *
1918  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1919  * handler was enabled.
1920  *
1921  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1922  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1923  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1924  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1925  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1926  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1927  *
1928  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1929  * completed, %false otherwise.
1930  */
1931 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1932 {
1933         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1934         struct oom_wait_info owait;
1935         bool locked;
1936
1937         /* OOM is global, do not handle */
1938         if (!memcg)
1939                 return false;
1940
1941         if (!handle)
1942                 goto cleanup;
1943
1944         owait.memcg = memcg;
1945         owait.wait.flags = 0;
1946         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1947         owait.wait.private = current;
1948         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1949
1950         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1951         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1952
1953         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1954
1955         if (locked)
1956                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1957
1958         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1959                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1960                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1961                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1962                                          current->memcg_oom_order);
1963         } else {
1964                 schedule();
1965                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1966                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1967         }
1968
1969         if (locked) {
1970                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1971                 /*
1972                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1973                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1974                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1975                  */
1976                 memcg_oom_recover(memcg);
1977         }
1978 cleanup:
1979         current->memcg_in_oom = NULL;
1980         css_put(&memcg->css);
1981         return true;
1982 }
1983
1984 /**
1985  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1986  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1987  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1988  *
1989  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1990  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1991  *
1992  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1993  */
1994 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1995                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1996 {
1997         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1998         struct mem_cgroup *memcg;
1999
2000         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2001                 return NULL;
2002
2003         if (!oom_domain)
2004                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2005
2006         rcu_read_lock();
2007
2008         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2009         if (memcg == root_mem_cgroup)
2010                 goto out;
2011
2012         /*
2013          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2014          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2015          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2016          */
2017         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2018                 if (memcg->oom_group)
2019                         oom_group = memcg;
2020
2021                 if (memcg == oom_domain)
2022                         break;
2023         }
2024
2025         if (oom_group)
2026                 css_get(&oom_group->css);
2027 out:
2028         rcu_read_unlock();
2029
2030         return oom_group;
2031 }
2032
2033 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         pr_info("Tasks in ");
2036         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2037         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2038 }
2039
2040 /**
2041  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2042  * @page: the page
2043  *
2044  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2045  * another cgroup.
2046  *
2047  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2048  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2049  * when @page might get freed inside the locked section.
2050  */
2051 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2052 {
2053         struct mem_cgroup *memcg;
2054         unsigned long flags;
2055
2056         /*
2057          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2058          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2059          * because page moving starts with an RCU grace period.
2060          *
2061          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2062          * the page state that is going to change is the only thing
2063          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2064          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2065          * keep off truncation, migration and so forth.
2066          */
2067         rcu_read_lock();
2068
2069         if (mem_cgroup_disabled())
2070                 return NULL;
2071 again:
2072         memcg = page->mem_cgroup;
2073         if (unlikely(!memcg))
2074                 return NULL;
2075
2076         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2077                 return memcg;
2078
2079         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2080         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2081                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2082                 goto again;
2083         }
2084
2085         /*
2086          * When charge migration first begins, we can have locked and
2087          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2088          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2089          */
2090         memcg->move_lock_task = current;
2091         memcg->move_lock_flags = flags;
2092
2093         return memcg;
2094 }
2095 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2096
2097 /**
2098  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2099  * @memcg: the memcg
2100  *
2101  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2102  */
2103 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2104 {
2105         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2106                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2107
2108                 memcg->move_lock_task = NULL;
2109                 memcg->move_lock_flags = 0;
2110
2111                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2112         }
2113
2114         rcu_read_unlock();
2115 }
2116
2117 /**
2118  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2119  * @page: the page
2120  */
2121 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2122 {
2123         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2126
2127 struct memcg_stock_pcp {
2128         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2129         unsigned int nr_pages;
2130         struct work_struct work;
2131         unsigned long flags;
2132 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2133 };
2134 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2135 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2136
2137 /**
2138  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2139  * @memcg: memcg to consume from.
2140  * @nr_pages: how many pages to charge.
2141  *
2142  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2143  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2144  * service an allocation will refill the stock.
2145  *
2146  * returns true if successful, false otherwise.
2147  */
2148 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2149 {
2150         struct memcg_stock_pcp *stock;
2151         unsigned long flags;
2152         bool ret = false;
2153
2154         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2155                 return ret;
2156
2157         local_irq_save(flags);
2158
2159         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2160         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2161                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2162                 ret = true;
2163         }
2164
2165         local_irq_restore(flags);
2166
2167         return ret;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2172  */
2173 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2174 {
2175         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2176
2177         if (stock->nr_pages) {
2178                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2179                 if (do_memsw_account())
2180                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2181                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2182                 stock->nr_pages = 0;
2183         }
2184         stock->cached = NULL;
2185 }
2186
2187 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2188 {
2189         struct memcg_stock_pcp *stock;
2190         unsigned long flags;
2191
2192         /*
2193          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2194          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2195          */
2196         local_irq_save(flags);
2197
2198         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2199         drain_stock(stock);
2200         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2201
2202         local_irq_restore(flags);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2207  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2208  */
2209 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2210 {
2211         struct memcg_stock_pcp *stock;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         local_irq_save(flags);
2215
2216         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2217         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2218                 drain_stock(stock);
2219                 stock->cached = memcg;
2220         }
2221         stock->nr_pages += nr_pages;
2222
2223         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2224                 drain_stock(stock);
2225
2226         local_irq_restore(flags);
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2231  * of the hierarchy under it.
2232  */
2233 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2234 {
2235         int cpu, curcpu;
2236
2237         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2238         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2239                 return;
2240         /*
2241          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2242          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2243          * as well as workers from this path always operate on the local
2244          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2245          */
2246         curcpu = get_cpu();
2247         for_each_online_cpu(cpu) {
2248                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2249                 struct mem_cgroup *memcg;
2250
2251                 memcg = stock->cached;
2252                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2253                         continue;
2254                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2255                         css_put(&memcg->css);
2256                         continue;
2257                 }
2258                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2259                         if (cpu == curcpu)
2260                                 drain_local_stock(&stock->work);
2261                         else
2262                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2263                 }
2264                 css_put(&memcg->css);
2265         }
2266         put_cpu();
2267         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2268 }
2269
2270 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2271 {
2272         struct memcg_stock_pcp *stock;
2273         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2274
2275         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2276         drain_stock(stock);
2277
2278         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2279                 int i;
2280
2281                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2282                         int nid;
2283                         long x;
2284
2285                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2286                         if (x)
2287                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2288                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2289
2290                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2291                                 continue;
2292
2293                         for_each_node(nid) {
2294                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2295
2296                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2297                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2298                                 if (x)
2299                                         do {
2300                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2301                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2302                         }
2303                 }
2304
2305                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2306                         long x;
2307
2308                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2309                         if (x)
2310                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2311                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2312                 }
2313         }
2314
2315         return 0;
2316 }
2317
2318 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2319                          unsigned int nr_pages,
2320                          gfp_t gfp_mask)
2321 {
2322         do {
2323                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2324                         continue;
2325                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2326                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2327         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2328 }
2329
2330 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2331 {
2332         struct mem_cgroup *memcg;
2333
2334         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2335         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2340  * and reclaims memory over the high limit.
2341  */
2342 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2343 {
2344         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2345         struct mem_cgroup *memcg;
2346
2347         if (likely(!nr_pages))
2348                 return;
2349
2350         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2351         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2352         css_put(&memcg->css);
2353         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2354 }
2355
2356 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2357                       unsigned int nr_pages)
2358 {
2359         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2360         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2361         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2362         struct page_counter *counter;
2363         unsigned long nr_reclaimed;
2364         bool may_swap = true;
2365         bool drained = false;
2366         enum oom_status oom_status;
2367
2368         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2369                 return 0;
2370 retry:
2371         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2372                 return 0;
2373
2374         if (!do_memsw_account() ||
2375             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2376                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2377                         goto done_restock;
2378                 if (do_memsw_account())
2379                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2380                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2381         } else {
2382                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2383                 may_swap = false;
2384         }
2385
2386         if (batch > nr_pages) {
2387                 batch = nr_pages;
2388                 goto retry;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2393          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2394          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2395          * free their memory.
2396          */
2397         if (unlikely(should_force_charge()))
2398                 goto force;
2399
2400         /*
2401          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2402          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2403          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2404          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2405          */
2406         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2407                 goto force;
2408
2409         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2410                 goto nomem;
2411
2412         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2413                 goto nomem;
2414
2415         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2416
2417         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2418                                                     gfp_mask, may_swap);
2419
2420         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2421                 goto retry;
2422
2423         if (!drained) {
2424                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2425                 drained = true;
2426                 goto retry;
2427         }
2428
2429         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2430                 goto nomem;
2431         /*
2432          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2433          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2434          * before killing the task.
2435          *
2436          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2437          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2438          * to regular pages anyway in case of failure.
2439          */
2440         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2441                 goto retry;
2442         /*
2443          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2444          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2445          */
2446         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2447                 goto retry;
2448
2449         if (nr_retries--)
2450                 goto retry;
2451
2452         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2453                 goto nomem;
2454
2455         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2456                 goto force;
2457
2458         if (fatal_signal_pending(current))
2459                 goto force;
2460
2461         /*
2462          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2463          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2464          * couldn't make any progress.
2465          */
2466         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2467                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2468         switch (oom_status) {
2469         case OOM_SUCCESS:
2470                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2471                 goto retry;
2472         case OOM_FAILED:
2473                 goto force;
2474         default:
2475                 goto nomem;
2476         }
2477 nomem:
2478         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2479                 return -ENOMEM;
2480 force:
2481         /*
2482          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2483          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2484          * temporarily by force charging it.
2485          */
2486         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2487         if (do_memsw_account())
2488                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2489         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2490
2491         return 0;
2492
2493 done_restock:
2494         css_get_many(&memcg->css, batch);
2495         if (batch > nr_pages)
2496                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2497
2498         /*
2499          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2500          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2501          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2502          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2503          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2504          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2505          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2506          */
2507         do {
2508                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2509                         /* Don't bother a random interrupted task */
2510                         if (in_interrupt()) {
2511                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2512                                 break;
2513                         }
2514                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2515                         set_notify_resume(current);
2516                         break;
2517                 }
2518         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2519
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2524 {
2525         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2526                 return;
2527
2528         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2529         if (do_memsw_account())
2530                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2531
2532         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2533 }
2534
2535 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2536 {
2537         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2538
2539         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2540         if (PageLRU(page)) {
2541                 struct lruvec *lruvec;
2542
2543                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2544                 ClearPageLRU(page);
2545                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2546                 *isolated = 1;
2547         } else
2548                 *isolated = 0;
2549 }
2550
2551 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2552 {
2553         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2554
2555         if (isolated) {
2556                 struct lruvec *lruvec;
2557
2558                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2559                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2560                 SetPageLRU(page);
2561                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2562         }
2563         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2564 }
2565
2566 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2567                           bool lrucare)
2568 {
2569         int isolated;
2570
2571         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2572
2573         /*
2574          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2575          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2576          */
2577         if (lrucare)
2578                 lock_page_lru(page, &isolated);
2579
2580         /*
2581          * Nobody should be changing or seriously looking at
2582          * page->mem_cgroup at this point:
2583          *
2584          * - the page is uncharged
2585          *
2586          * - the page is off-LRU
2587          *
2588          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2589          *   a locked page table
2590          *
2591          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2592          *   have the page locked
2593          */
2594         page->mem_cgroup = memcg;
2595
2596         if (lrucare)
2597                 unlock_page_lru(page, isolated);
2598 }
2599
2600 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2601 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2602 {
2603         int id, size;
2604         int err;
2605
2606         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2607                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2608         if (id < 0)
2609                 return id;
2610
2611         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2612                 return id;
2613
2614         /*
2615          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2616          * so we have to grow them.
2617          */
2618         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2619
2620         size = 2 * (id + 1);
2621         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2622                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2623         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2624                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2625
2626         err = memcg_update_all_caches(size);
2627         if (!err)
2628                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2629         if (!err)
2630                 memcg_nr_cache_ids = size;
2631
2632         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2633
2634         if (err) {
2635                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2636                 return err;
2637         }
2638         return id;
2639 }
2640
2641 static void memcg_free_cache_id(int id)
2642 {
2643         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2644 }
2645
2646 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2647         struct mem_cgroup *memcg;
2648         struct kmem_cache *cachep;
2649         struct work_struct work;
2650 };
2651
2652 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2653 {
2654         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2655                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2656         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2657         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2658
2659         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2660
2661         css_put(&memcg->css);
2662         kfree(cw);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2667  */
2668 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2669                                                struct kmem_cache *cachep)
2670 {
2671         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2672
2673         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2674                 return;
2675
2676         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2677         if (!cw)
2678                 return;
2679
2680         cw->memcg = memcg;
2681         cw->cachep = cachep;
2682         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2683
2684         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2685 }
2686
2687 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2688 {
2689         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2690                 return true;
2691         return false;
2692 }
2693
2694 /**
2695  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2696  * @cachep: the original global kmem cache
2697  *
2698  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2699  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2700  *
2701  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2702  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2703  * go through with the original cache.
2704  *
2705  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2706  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2707  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2708  * reference.
2709  */
2710 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2711 {
2712         struct mem_cgroup *memcg;
2713         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2714         struct memcg_cache_array *arr;
2715         int kmemcg_id;
2716
2717         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2718
2719         if (memcg_kmem_bypass())
2720                 return cachep;
2721
2722         rcu_read_lock();
2723
2724         if (unlikely(current->active_memcg))
2725                 memcg = current->active_memcg;
2726         else
2727                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2728
2729         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2730                 goto out_unlock;
2731
2732         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2733         if (kmemcg_id < 0)
2734                 goto out_unlock;
2735
2736         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2737
2738         /*
2739          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2740          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2741          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2742          */
2743         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2744
2745         /*
2746          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2747          * context), we could be be predictable and return right away.
2748          * This would guarantee that the allocation being performed
2749          * already belongs in the new cache.
2750          *
2751          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2752          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2753          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2754          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2755          * defer everything.
2756          *
2757          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2758          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2759          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2760          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2761          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2762          * creation of a new kmem_cache.
2763          */
2764         if (unlikely(!memcg_cachep))
2765                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2766         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2767                 cachep = memcg_cachep;
2768 out_unlock:
2769         rcu_read_unlock();
2770         return cachep;
2771 }
2772
2773 /**
2774  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2775  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2776  */
2777 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2778 {
2779         if (!is_root_cache(cachep))
2780                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2781 }
2782
2783 /**
2784  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2785  * @page: page to charge
2786  * @gfp: reclaim mode
2787  * @order: allocation order
2788  * @memcg: memory cgroup to charge
2789  *
2790  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2791  */
2792 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2793                             struct mem_cgroup *memcg)
2794 {
2795         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2796         struct page_counter *counter;
2797         int ret;
2798
2799         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2800         if (ret)
2801                 return ret;
2802
2803         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2804             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2805                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2806                 return -ENOMEM;
2807         }
2808         return 0;
2809 }
2810
2811 /**
2812  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2813  * @page: page to charge
2814  * @gfp: reclaim mode
2815  * @order: allocation order
2816  *
2817  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2818  */
2819 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2820 {
2821         struct mem_cgroup *memcg;
2822         int ret = 0;
2823
2824         if (memcg_kmem_bypass())
2825                 return 0;
2826
2827         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2828         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2829                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2830                 if (!ret) {
2831                         page->mem_cgroup = memcg;
2832                         __SetPageKmemcg(page);
2833                 }
2834         }
2835         css_put(&memcg->css);
2836         return ret;
2837 }
2838
2839 /**
2840  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2841  * @memcg: memcg to uncharge
2842  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2843  */
2844 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2845                                  unsigned int nr_pages)
2846 {
2847         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2848                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2849
2850         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2851         if (do_memsw_account())
2852                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2853 }
2854 /**
2855  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2856  * @page: page to uncharge
2857  * @order: allocation order
2858  */
2859 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2860 {
2861         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2862         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2863
2864         if (!memcg)
2865                 return;
2866
2867         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2868         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2869         page->mem_cgroup = NULL;
2870
2871         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2872         if (PageKmemcg(page))
2873                 __ClearPageKmemcg(page);
2874
2875         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2876 }
2877 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2878
2879 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2880
2881 /*
2882  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2883  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2884  */
2885 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2886 {
2887         int i;
2888
2889         if (mem_cgroup_disabled())
2890                 return;
2891
2892         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2893                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2894
2895         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2896 }
2897 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2898
2899 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2900 /**
2901  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2902  * @entry: swap entry to be moved
2903  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2904  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2905  *
2906  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2907  * as the mem_cgroup's id of @from.
2908  *
2909  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2910  *
2911  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2912  * both res and memsw, and called css_get().
2913  */
2914 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2915                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2916 {
2917         unsigned short old_id, new_id;
2918
2919         old_id = mem_cgroup_id(from);
2920         new_id = mem_cgroup_id(to);
2921
2922         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2923                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2924                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2925                 return 0;
2926         }
2927         return -EINVAL;
2928 }
2929 #else
2930 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2931                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2932 {
2933         return -EINVAL;
2934 }
2935 #endif
2936
2937 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2938
2939 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2940                                  unsigned long max, bool memsw)
2941 {
2942         bool enlarge = false;
2943         bool drained = false;
2944         int ret;
2945         bool limits_invariant;
2946         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2947
2948         do {
2949                 if (signal_pending(current)) {
2950                         ret = -EINTR;
2951                         break;
2952                 }
2953
2954                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2955                 /*
2956                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2957                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2958                  */
2959                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2960                                            max <= memcg->memsw.max;
2961                 if (!limits_invariant) {
2962                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2963                         ret = -EINVAL;
2964                         break;
2965                 }
2966                 if (max > counter->max)
2967                         enlarge = true;
2968                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2969                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2970
2971                 if (!ret)
2972                         break;
2973
2974                 if (!drained) {
2975                         drain_all_stock(memcg);
2976                         drained = true;
2977                         continue;
2978                 }
2979
2980                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2981                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2982                         ret = -EBUSY;
2983                         break;
2984                 }
2985         } while (true);
2986
2987         if (!ret && enlarge)
2988                 memcg_oom_recover(memcg);
2989
2990         return ret;
2991 }
2992
2993 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2994                                             gfp_t gfp_mask,
2995                                             unsigned long *total_scanned)
2996 {
2997         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2998         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2999         unsigned long reclaimed;
3000         int loop = 0;
3001         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3002         unsigned long excess;
3003         unsigned long nr_scanned;
3004
3005         if (order > 0)
3006                 return 0;
3007
3008         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3009
3010         /*
3011          * Do not even bother to check the largest node if the root
3012          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3013          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3014          */
3015         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3016                 return 0;
3017
3018         /*
3019          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3020          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3021          * pressure
3022          */
3023         do {
3024                 if (next_mz)
3025                         mz = next_mz;
3026                 else
3027                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3028                 if (!mz)
3029                         break;
3030
3031                 nr_scanned = 0;
3032                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3033                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3034                 nr_reclaimed += reclaimed;
3035                 *total_scanned += nr_scanned;
3036                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3037                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3038
3039                 /*
3040                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3041                  * it is time to move on to the next cgroup
3042                  */
3043                 next_mz = NULL;
3044                 if (!reclaimed)
3045                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3046
3047                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3048                 /*
3049                  * One school of thought says that we should not add
3050                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3051                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3052                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3053                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3054                  * term TODO.
3055                  */
3056                 /* If excess == 0, no tree ops */
3057                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3058                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3059                 css_put(&mz->memcg->css);
3060                 loop++;
3061                 /*
3062                  * Could not reclaim anything and there are no more
3063                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3064                  * reclaiming anything.
3065                  */
3066                 if (!nr_reclaimed &&
3067                         (next_mz == NULL ||
3068                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3069                         break;
3070         } while (!nr_reclaimed);
3071         if (next_mz)
3072                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3073         return nr_reclaimed;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3078  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3079  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3080  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3081  */
3082 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3083 {
3084         bool ret;
3085
3086         rcu_read_lock();
3087         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3088         rcu_read_unlock();
3089         return ret;
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3094  *
3095  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3096  */
3097 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3098 {
3099         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3100
3101         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3102         lru_add_drain_all();
3103
3104         drain_all_stock(memcg);
3105
3106         /* try to free all pages in this cgroup */
3107         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3108                 int progress;
3109
3110                 if (signal_pending(current))
3111                         return -EINTR;
3112
3113                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3114                                                         GFP_KERNEL, true);
3115                 if (!progress) {
3116                         nr_retries--;
3117                         /* maybe some writeback is necessary */
3118                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3119                 }
3120
3121         }
3122
3123         return 0;
3124 }
3125
3126 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3127                                             char *buf, size_t nbytes,
3128                                             loff_t off)
3129 {
3130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3131
3132         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3133                 return -EINVAL;
3134         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3135 }
3136
3137 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3138                                      struct cftype *cft)
3139 {
3140         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3141 }
3142
3143 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3144                                       struct cftype *cft, u64 val)
3145 {
3146         int retval = 0;
3147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3148         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3149
3150         if (memcg->use_hierarchy == val)
3151                 return 0;
3152
3153         /*
3154          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3155          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3156          * occur, provided the current cgroup has no children.
3157          *
3158          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3159          * set if there are no children.
3160          */
3161         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3162                                 (val == 1 || val == 0)) {
3163                 if (!memcg_has_children(memcg))
3164                         memcg->use_hierarchy = val;
3165                 else
3166                         retval = -EBUSY;
3167         } else
3168                 retval = -EINVAL;
3169
3170         return retval;
3171 }
3172
3173 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3174 {
3175         unsigned long val;
3176
3177         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3178                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3179                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3180                 if (swap)
3181                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3182         } else {
3183                 if (!swap)
3184                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3185                 else
3186                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3187         }
3188         return val;
3189 }
3190
3191 enum {
3192         RES_USAGE,
3193         RES_LIMIT,
3194         RES_MAX_USAGE,
3195         RES_FAILCNT,
3196         RES_SOFT_LIMIT,
3197 };
3198
3199 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3200                                struct cftype *cft)
3201 {
3202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3203         struct page_counter *counter;
3204
3205         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3206         case _MEM:
3207                 counter = &memcg->memory;
3208                 break;
3209         case _MEMSWAP:
3210                 counter = &memcg->memsw;
3211                 break;
3212         case _KMEM:
3213                 counter = &memcg->kmem;
3214                 break;
3215         case _TCP:
3216                 counter = &memcg->tcpmem;
3217                 break;
3218         default:
3219                 BUG();
3220         }
3221
3222         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3223         case RES_USAGE:
3224                 if (counter == &memcg->memory)
3225                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3226                 if (counter == &memcg->memsw)
3227                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3228                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3229         case RES_LIMIT:
3230                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3231         case RES_MAX_USAGE:
3232                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3233         case RES_FAILCNT:
3234                 return counter->failcnt;
3235         case RES_SOFT_LIMIT:
3236                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3237         default:
3238                 BUG();
3239         }
3240 }
3241
3242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3243 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3244 {
3245         int memcg_id;
3246
3247         if (cgroup_memory_nokmem)
3248                 return 0;
3249
3250         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3251         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3252
3253         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3254         if (memcg_id < 0)
3255                 return memcg_id;
3256
3257         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3258         /*
3259          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3260          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3261          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3262          * patched.
3263          */
3264         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3265         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3266         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3272 {
3273         struct cgroup_subsys_state *css;
3274         struct mem_cgroup *parent, *child;
3275         int kmemcg_id;
3276
3277         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3278                 return;
3279         /*
3280          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3281          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3282          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3283          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3284          */
3285         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3286
3287         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3288
3289         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3290         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3291
3292         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3293         if (!parent)
3294                 parent = root_mem_cgroup;
3295
3296         /*
3297          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3298          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3299          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3300          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3301          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3302          * memcg_drain_all_list_lrus().
3303          */
3304         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3305         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3306                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3307                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3308                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3309                 if (!memcg->use_hierarchy)
3310                         break;
3311         }
3312         rcu_read_unlock();
3313
3314         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3315
3316         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3317 }
3318
3319 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3320 {
3321         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3322         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3323                 memcg_offline_kmem(memcg);
3324
3325         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3326                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3327                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3328                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3329         }
3330 }
3331 #else
3332 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3333 {
3334         return 0;
3335 }
3336 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3337 {
3338 }
3339 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3340 {
3341 }
3342 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3343
3344 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3345                                  unsigned long max)
3346 {
3347         int ret;
3348
3349         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3350         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3351         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3352         return ret;
3353 }
3354
3355 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3356 {
3357         int ret;
3358
3359         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3360
3361         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3362         if (ret)
3363                 goto out;
3364
3365         if (!memcg->tcpmem_active) {
3366                 /*
3367                  * The active flag needs to be written after the static_key
3368                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3369                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3370                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3371                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3372                  *
3373                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3374                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3375                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3376                  * yet, we'll lose accounting.
3377                  *
3378                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3379                  * because when this value change, the code to process it is not
3380                  * patched in yet.
3381                  */
3382                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3383                 memcg->tcpmem_active = true;
3384         }
3385 out:
3386         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3387         return ret;
3388 }
3389
3390 /*
3391  * The user of this function is...
3392  * RES_LIMIT.
3393  */
3394 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3395                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3396 {
3397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3398         unsigned long nr_pages;
3399         int ret;
3400
3401         buf = strstrip(buf);
3402         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3403         if (ret)
3404                 return ret;
3405
3406         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3407         case RES_LIMIT:
3408                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3409                         ret = -EINVAL;
3410                         break;
3411                 }
3412                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3413                 case _MEM:
3414                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3415                         break;
3416                 case _MEMSWAP:
3417                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3418                         break;
3419                 case _KMEM:
3420                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3421                         break;
3422                 case _TCP:
3423                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3424                         break;
3425                 }
3426                 break;
3427         case RES_SOFT_LIMIT:
3428                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3429                 ret = 0;
3430                 break;
3431         }
3432         return ret ?: nbytes;
3433 }
3434
3435 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3436                                 size_t nbytes, loff_t off)
3437 {
3438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3439         struct page_counter *counter;
3440
3441         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3442         case _MEM:
3443                 counter = &memcg->memory;
3444                 break;
3445         case _MEMSWAP:
3446                 counter = &memcg->memsw;
3447                 break;
3448         case _KMEM:
3449                 counter = &memcg->kmem;
3450                 break;
3451         case _TCP:
3452                 counter = &memcg->tcpmem;
3453                 break;
3454         default:
3455                 BUG();
3456         }
3457
3458         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3459         case RES_MAX_USAGE:
3460                 page_counter_reset_watermark(counter);
3461                 break;
3462         case RES_FAILCNT:
3463                 counter->failcnt = 0;
3464                 break;
3465         default:
3466                 BUG();
3467         }
3468
3469         return nbytes;
3470 }
3471
3472 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3473                                         struct cftype *cft)
3474 {
3475         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3476 }
3477
3478 #ifdef CONFIG_MMU
3479 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3480                                         struct cftype *cft, u64 val)
3481 {
3482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3483
3484         if (val & ~MOVE_MASK)
3485                 return -EINVAL;
3486
3487         /*
3488          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3489          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3490          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3491          * affect task migrations starting after the change.
3492          */
3493         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3494         return 0;
3495 }
3496 #else
3497 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3498                                         struct cftype *cft, u64 val)
3499 {
3500         return -ENOSYS;
3501 }
3502 #endif
3503
3504 #ifdef CONFIG_NUMA
3505
3506 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3507 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3508 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3509
3510 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3511                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3512 {
3513         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3514         unsigned long nr = 0;
3515         enum lru_list lru;
3516
3517         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3518
3519         for_each_lru(lru) {
3520                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3521                         continue;
3522                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3523         }
3524         return nr;
3525 }
3526
3527 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3528                                              unsigned int lru_mask)
3529 {
3530         unsigned long nr = 0;
3531         enum lru_list lru;
3532
3533         for_each_lru(lru) {
3534                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3535                         continue;
3536                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3537         }
3538         return nr;
3539 }
3540
3541 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3542 {
3543         struct numa_stat {
3544                 const char *name;
3545                 unsigned int lru_mask;
3546         };
3547
3548         static const struct numa_stat stats[] = {
3549                 { "total", LRU_ALL },
3550                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3551                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3552                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3553         };
3554         const struct numa_stat *stat;
3555         int nid;
3556         unsigned long nr;
3557         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3558
3559         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3560                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3561                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3562                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3563                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3564                                                           stat->lru_mask);
3565                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3566                 }
3567                 seq_putc(m, '\n');
3568         }
3569
3570         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3571                 struct mem_cgroup *iter;
3572
3573                 nr = 0;
3574                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3575                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3576                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3577                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3578                         nr = 0;
3579                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3580                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3581                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3582                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3583                 }
3584                 seq_putc(m, '\n');
3585         }
3586
3587         return 0;
3588 }
3589 #endif /* CONFIG_NUMA */
3590
3591 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3592         MEMCG_CACHE,
3593         MEMCG_RSS,
3594         MEMCG_RSS_HUGE,
3595         NR_SHMEM,
3596         NR_FILE_MAPPED,
3597         NR_FILE_DIRTY,
3598         NR_WRITEBACK,
3599         MEMCG_SWAP,
3600 };
3601
3602 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3603         "cache",
3604         "rss",
3605         "rss_huge",
3606         "shmem",
3607         "mapped_file",
3608         "dirty",
3609         "writeback",
3610         "swap",
3611 };
3612
3613 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3614 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3615         PGPGIN,
3616         PGPGOUT,
3617         PGFAULT,
3618         PGMAJFAULT,
3619 };
3620
3621 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3622         "pgpgin",
3623         "pgpgout",
3624         "pgfault",
3625         "pgmajfault",
3626 };
3627
3628 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3629 {
3630         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3631         unsigned long memory, memsw;
3632         struct mem_cgroup *mi;
3633         unsigned int i;
3634
3635         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3636         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3637
3638         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3639                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3640                         continue;
3641                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3642                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3643                            PAGE_SIZE);
3644         }
3645
3646         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3647                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3648                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3649
3650         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3651                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3652                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3653                            PAGE_SIZE);
3654
3655         /* Hierarchical information */
3656         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3657         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3658                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3659                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3660         }
3661         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3662                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3663         if (do_memsw_account())
3664                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3665                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3666
3667         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3668                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3669                         continue;
3670                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3671                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3672                            PAGE_SIZE);
3673         }
3674
3675         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3676                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3677                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3678
3679         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3680                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3681                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3682                            PAGE_SIZE);
3683
3684 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3685         {
3686                 pg_data_t *pgdat;
3687                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3688                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3689                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3690                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3691
3692                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3693                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3694                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3695
3696                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3697                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3698                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3699                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3700                 }
3701                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3702                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3703                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3704                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3705         }
3706 #endif
3707
3708         return 0;
3709 }
3710
3711 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3712                                       struct cftype *cft)
3713 {
3714         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3715
3716         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3717 }
3718
3719 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3720                                        struct cftype *cft, u64 val)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3723
3724         if (val > 100)
3725                 return -EINVAL;
3726
3727         if (css->parent)
3728                 memcg->swappiness = val;
3729         else
3730                 vm_swappiness = val;
3731
3732         return 0;
3733 }
3734
3735 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3736 {
3737         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3738         unsigned long usage;
3739         int i;
3740
3741         rcu_read_lock();
3742         if (!swap)
3743                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3744         else
3745                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3746
3747         if (!t)
3748                 goto unlock;
3749
3750         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3751
3752         /*
3753          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3754          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3755          * call of __mem_cgroup_threshold().
3756          */
3757         i = t->current_threshold;
3758
3759         /*
3760          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3761          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3762          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3763          * only one element of the array here.
3764          */
3765         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3766                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3767
3768         /* i = current_threshold + 1 */
3769         i++;
3770
3771         /*
3772          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3773          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3774          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3775          * only one element of the array here.
3776          */
3777         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3778                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3779
3780         /* Update current_threshold */
3781         t->current_threshold = i - 1;
3782 unlock:
3783         rcu_read_unlock();
3784 }
3785
3786 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3787 {
3788         while (memcg) {
3789                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3790                 if (do_memsw_account())
3791                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3792
3793                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3794         }
3795 }
3796
3797 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3798 {
3799         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3800         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3801
3802         if (_a->threshold > _b->threshold)
3803                 return 1;
3804
3805         if (_a->threshold < _b->threshold)
3806                 return -1;
3807
3808         return 0;
3809 }
3810
3811 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3812 {
3813         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3814
3815         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3816
3817         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3818                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3819
3820         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3821         return 0;
3822 }
3823
3824 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3825 {
3826         struct mem_cgroup *iter;
3827
3828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3829                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3830 }
3831
3832 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3833         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3834 {
3835         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3836         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3837         unsigned long threshold;
3838         unsigned long usage;
3839         int i, size, ret;
3840
3841         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3842         if (ret)
3843                 return ret;
3844
3845         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3846
3847         if (type == _MEM) {
3848                 thresholds = &memcg->thresholds;
3849                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3850         } else if (type == _MEMSWAP) {
3851                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3852                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3853         } else
3854                 BUG();
3855
3856         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3857         if (thresholds->primary)
3858                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3859
3860         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3861
3862         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3863         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3864         if (!new) {
3865                 ret = -ENOMEM;
3866                 goto unlock;
3867         }
3868         new->size = size;
3869
3870         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3871         if (thresholds->primary) {
3872                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3873                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3874         }
3875
3876         /* Add new threshold */
3877         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3878         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3879
3880         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3881         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3882                         compare_thresholds, NULL);
3883
3884         /* Find current threshold */
3885         new->current_threshold = -1;
3886         for (i = 0; i < size; i++) {
3887                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3888                         /*
3889                          * new->current_threshold will not be used until
3890                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3891                          * it here.
3892                          */
3893                         ++new->current_threshold;
3894                 } else
3895                         break;
3896         }
3897
3898         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3899         kfree(thresholds->spare);
3900         thresholds->spare = thresholds->primary;
3901
3902         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3903
3904         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3905         synchronize_rcu();
3906
3907 unlock:
3908         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3909
3910         return ret;
3911 }
3912
3913 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3914         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3915 {
3916         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3917 }
3918
3919 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3920         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3921 {
3922         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3923 }
3924
3925 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3926         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3927 {
3928         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3929         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3930         unsigned long usage;
3931         int i, j, size;
3932
3933         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3934
3935         if (type == _MEM) {
3936                 thresholds = &memcg->thresholds;
3937                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3938         } else if (type == _MEMSWAP) {
3939                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3940                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3941         } else
3942                 BUG();
3943
3944         if (!thresholds->primary)
3945                 goto unlock;
3946
3947         /* Check if a threshold crossed before removing */
3948         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3949
3950         /* Calculate new number of threshold */
3951         size = 0;
3952         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3953                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3954                         size++;
3955         }
3956
3957         new = thresholds->spare;
3958
3959         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3960         if (!size) {
3961                 kfree(new);
3962                 new = NULL;
3963                 goto swap_buffers;
3964         }
3965
3966         new->size = size;
3967
3968         /* Copy thresholds and find current threshold */
3969         new->current_threshold = -1;
3970         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3971                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3972                         continue;
3973
3974                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3975                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3976                         /*
3977                          * new->current_threshold will not be used
3978                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3979                          * it here.
3980                          */
3981                         ++new->current_threshold;
3982                 }
3983                 j++;
3984         }
3985
3986 swap_buffers:
3987         /* Swap primary and spare array */
3988         thresholds->spare = thresholds->primary;
3989
3990         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3991
3992         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3993         synchronize_rcu();
3994
3995         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3996         if (!new) {
3997                 kfree(thresholds->spare);
3998                 thresholds->spare = NULL;
3999         }
4000 unlock:
4001         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4002 }
4003
4004 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4005         struct eventfd_ctx *eventfd)
4006 {
4007         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4008 }
4009
4010 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4011         struct eventfd_ctx *eventfd)
4012 {
4013         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4014 }
4015
4016 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4017         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4018 {
4019         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4020
4021         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4022         if (!event)
4023                 return -ENOMEM;
4024
4025         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4026
4027         event->eventfd = eventfd;
4028         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4029
4030         /* already in OOM ? */
4031         if (memcg->under_oom)
4032                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4033         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4034
4035         return 0;
4036 }
4037
4038 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4039         struct eventfd_ctx *eventfd)
4040 {
4041         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4042
4043         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4044
4045         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4046                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4047                         list_del(&ev->list);
4048                         kfree(ev);
4049                 }
4050         }
4051
4052         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4053 }
4054
4055 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4056 {
4057         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4058
4059         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4060         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4061         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4062                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4063         return 0;
4064 }
4065
4066 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4067         struct cftype *cft, u64 val)
4068 {
4069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4070
4071         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4072         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4073                 return -EINVAL;
4074
4075         memcg->oom_kill_disable = val;
4076         if (!val)
4077                 memcg_oom_recover(memcg);
4078
4079         return 0;
4080 }
4081
4082 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4083
4084 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4085 {
4086         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4087 }
4088
4089 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4090 {
4091         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4092 }
4093
4094 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4095 {
4096         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4097 }
4098
4099 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4100 {
4101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4102
4103         if (!memcg->css.parent)
4104                 return NULL;
4105
4106         return &memcg->cgwb_domain;
4107 }
4108
4109 /*
4110  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4111  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4112  */
4113 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4114 {
4115         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4116         int cpu;
4117
4118         for_each_online_cpu(cpu)
4119                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4120         if (x < 0)
4121                 x = 0;
4122         return x;
4123 }
4124
4125 /**
4126  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4127  * @wb: bdi_writeback in question
4128  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4129  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4130  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4131  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4132  *
4133  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4134  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4135  * is a bit more involved.
4136  *
4137  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4138  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4139  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4140  * available memory in the system.  The caller should further cap
4141  * *@pheadroom accordingly.
4142  */
4143 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4144                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4145                          unsigned long *pwriteback)
4146 {
4147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4148         struct mem_cgroup *parent;
4149
4150         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4151
4152         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4153         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4154         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4155                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4156         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4157
4158         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4159                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4160                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4161
4162                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4163                 memcg = parent;
4164         }
4165 }
4166
4167 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4168
4169 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4170 {
4171         return 0;
4172 }
4173
4174 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4175 {
4176 }
4177
4178 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4179 {
4180 }
4181
4182 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4183
4184 /*
4185  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4186  *
4187  * "cgroup.event_control" implementation.
4188  *
4189  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4190  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4191  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4192  *
4193  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4194  * possible.
4195  */
4196
4197 /*
4198  * Unregister event and free resources.
4199  *
4200  * Gets called from workqueue.
4201  */
4202 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4203 {
4204         struct mem_cgroup_event *event =
4205                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4206         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4207
4208         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4209
4210         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4211
4212         /* Notify userspace the event is going away. */
4213         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4214
4215         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4216         kfree(event);
4217         css_put(&memcg->css);
4218 }
4219
4220 /*
4221  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4222  *
4223  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4224  */
4225 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4226                             int sync, void *key)
4227 {
4228         struct mem_cgroup_event *event =
4229                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4230         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4231         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4232
4233         if (flags & EPOLLHUP) {
4234                 /*
4235                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4236                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4237                  * for us.
4238                  *
4239                  * We can't race against event freeing since the other
4240                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4241                  * which we hold.
4242                  */
4243                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4244                 if (!list_empty(&event->list)) {
4245                         list_del_init(&event->list);
4246                         /*
4247                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4248                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4249                          */
4250                         schedule_work(&event->remove);
4251                 }
4252                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4253         }
4254
4255         return 0;
4256 }
4257
4258 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4259                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4260 {
4261         struct mem_cgroup_event *event =
4262                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4263
4264         event->wqh = wqh;
4265         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4266 }
4267
4268 /*
4269  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4270  *
4271  * Parse input and register new cgroup event handler.
4272  *
4273  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4274  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4275  */
4276 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4277                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4278 {
4279         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4281         struct mem_cgroup_event *event;
4282         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4283         unsigned int efd, cfd;
4284         struct fd efile;
4285         struct fd cfile;
4286         const char *name;
4287         char *endp;
4288         int ret;
4289
4290         buf = strstrip(buf);
4291
4292         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4293         if (*endp != ' ')
4294                 return -EINVAL;
4295         buf = endp + 1;
4296
4297         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4298         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4299                 return -EINVAL;
4300         buf = endp + 1;
4301
4302         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4303         if (!event)
4304                 return -ENOMEM;
4305
4306         event->memcg = memcg;
4307         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4308         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4309         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4310         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4311
4312         efile = fdget(efd);
4313         if (!efile.file) {
4314                 ret = -EBADF;
4315                 goto out_kfree;
4316         }
4317
4318         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4319         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4320                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4321                 goto out_put_efile;
4322         }
4323
4324         cfile = fdget(cfd);
4325         if (!cfile.file) {
4326                 ret = -EBADF;
4327                 goto out_put_eventfd;
4328         }
4329
4330         /* the process need read permission on control file */
4331         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4332         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4333         if (ret < 0)
4334                 goto out_put_cfile;
4335
4336         /*
4337          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4338          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4339          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4340          * is for compatibility anyway.
4341          *
4342          * DO NOT ADD NEW FILES.
4343          */
4344         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4345
4346         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4347                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4348                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4349         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4350                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4351                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4352         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4353                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4354                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4355         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4356                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4357                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4358         } else {
4359                 ret = -EINVAL;
4360                 goto out_put_cfile;
4361         }
4362
4363         /*
4364          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4365          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4366          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4367          */
4368         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4369                                                &memory_cgrp_subsys);
4370         ret = -EINVAL;
4371         if (IS_ERR(cfile_css))
4372                 goto out_put_cfile;
4373         if (cfile_css != css) {
4374                 css_put(cfile_css);
4375                 goto out_put_cfile;
4376         }
4377
4378         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4379         if (ret)
4380                 goto out_put_css;
4381
4382         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4383
4384         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4385         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4386         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4387
4388         fdput(cfile);
4389         fdput(efile);
4390
4391         return nbytes;
4392
4393 out_put_css:
4394         css_put(css);
4395 out_put_cfile:
4396         fdput(cfile);
4397 out_put_eventfd:
4398         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4399 out_put_efile:
4400         fdput(efile);
4401 out_kfree:
4402         kfree(event);
4403
4404         return ret;
4405 }
4406
4407 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4408         {
4409                 .name = "usage_in_bytes",
4410                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4411                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4412         },
4413         {
4414                 .name = "max_usage_in_bytes",
4415                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4416                 .write = mem_cgroup_reset,
4417                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4418         },
4419         {
4420                 .name = "limit_in_bytes",
4421                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4422                 .write = mem_cgroup_write,
4423                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4424         },
4425         {
4426                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4427                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4428                 .write = mem_cgroup_write,
4429                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4430         },
4431         {
4432                 .name = "failcnt",
4433                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4434                 .write = mem_cgroup_reset,
4435                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4436         },
4437         {
4438                 .name = "stat",
4439                 .seq_show = memcg_stat_show,
4440         },
4441         {
4442                 .name = "force_empty",
4443                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4444         },
4445         {
4446                 .name = "use_hierarchy",
4447                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4448                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4449         },
4450         {
4451                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4452                 .write = memcg_write_event_control,
4453                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4454         },
4455         {
4456                 .name = "swappiness",
4457                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4458                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4459         },
4460         {
4461                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4462                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4463                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4464         },
4465         {
4466                 .name = "oom_control",
4467                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4468                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4470         },
4471         {
4472                 .name = "pressure_level",
4473         },
4474 #ifdef CONFIG_NUMA
4475         {
4476                 .name = "numa_stat",
4477                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4478         },
4479 #endif
4480         {
4481                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4482                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4483                 .write = mem_cgroup_write,
4484                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4485         },
4486         {
4487                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4488                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4489                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4490         },
4491         {
4492                 .name = "kmem.failcnt",
4493                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4494                 .write = mem_cgroup_reset,
4495                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4496         },
4497         {
4498                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4499                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4500                 .write = mem_cgroup_reset,
4501                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4502         },
4503 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4504         {
4505                 .name = "kmem.slabinfo",
4506                 .seq_start = memcg_slab_start,
4507                 .seq_next = memcg_slab_next,
4508                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4509                 .seq_show = memcg_slab_show,
4510         },
4511 #endif
4512         {
4513                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4514                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4515                 .write = mem_cgroup_write,
4516                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4517         },
4518         {
4519                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4520                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4521                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4522         },
4523         {
4524                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4525                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4526                 .write = mem_cgroup_reset,
4527                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4528         },
4529         {
4530                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4531                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4532                 .write = mem_cgroup_reset,
4533                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4534         },
4535         { },    /* terminate */
4536 };
4537
4538 /*
4539  * Private memory cgroup IDR
4540  *
4541  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4542  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4543  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4544  * memory-controlled cgroups to 64k.
4545  *
4546  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4547  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4548  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4549  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4550  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4551  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4552  *
4553  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4554  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4555  * when the CSS is offlined.
4556  *
4557  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4558  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4559  * those references are manageable from userspace.
4560  */
4561
4562 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4563
4564 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4565 {
4566         if (memcg->id.id > 0) {
4567                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4568                 memcg->id.id = 0;
4569         }
4570 }
4571
4572 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4573 {
4574         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4575 }
4576
4577 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4578 {
4579         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4580                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4581
4582                 /* Memcg ID pins CSS */
4583                 css_put(&memcg->css);
4584         }
4585 }
4586
4587 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4588 {
4589         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4590 }
4591
4592 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4593 {
4594         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4595 }
4596
4597 /**
4598  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4599  * @id: the memcg id to look up
4600  *
4601  * Caller must hold rcu_read_lock().
4602  */
4603 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4604 {
4605         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4606         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4607 }
4608
4609 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4610 {
4611         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4612         int tmp = node;
4613         /*
4614          * This routine is called against possible nodes.
4615          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4616          *
4617          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4618          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4619          *       function.
4620          */
4621         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4622                 tmp = -1;
4623         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4624         if (!pn)
4625                 return 1;
4626
4627         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4628         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4629                 kfree(pn);
4630                 return 1;
4631         }
4632
4633         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4634         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4635                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4636                 kfree(pn);
4637                 return 1;
4638         }
4639
4640         lruvec_init(&pn->lruvec);
4641         pn->usage_in_excess = 0;
4642         pn->on_tree = false;
4643         pn->memcg = memcg;
4644
4645         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4646         return 0;
4647 }
4648
4649 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4650 {
4651         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4652
4653         if (!pn)
4654                 return;
4655
4656         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4657         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4658         kfree(pn);
4659 }
4660
4661 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4662 {
4663         int node;
4664
4665         for_each_node(node)
4666                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4667         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4668         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4669         kfree(memcg);
4670 }
4671
4672 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4673 {
4674         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4675         __mem_cgroup_free(memcg);
4676 }
4677
4678 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4679 {
4680         struct mem_cgroup *memcg;
4681         unsigned int size;
4682         int node;
4683
4684         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4685         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4686
4687         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4688         if (!memcg)
4689                 return NULL;
4690
4691         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4692                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4693                                  GFP_KERNEL);
4694         if (memcg->id.id < 0)
4695                 goto fail;
4696
4697         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4698         if (!memcg->vmstats_local)
4699                 goto fail;
4700
4701         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4702         if (!memcg->vmstats_percpu)
4703                 goto fail;
4704
4705         for_each_node(node)
4706                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4707                         goto fail;
4708
4709         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4710                 goto fail;
4711
4712         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4713         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4714         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4715         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4716         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4717         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4718         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4719         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4720         memcg->socket_pressure = jiffies;
4721 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4722         memcg->kmemcg_id = -1;
4723 #endif
4724 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4725         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4726 #endif
4727         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4728         return memcg;
4729 fail:
4730         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4731         __mem_cgroup_free(memcg);
4732         return NULL;
4733 }
4734
4735 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4736 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4737 {
4738         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4739         struct mem_cgroup *memcg;
4740         long error = -ENOMEM;
4741
4742         memcg = mem_cgroup_alloc();
4743         if (!memcg)
4744                 return ERR_PTR(error);
4745
4746         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4747         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4748         if (parent) {
4749                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4750                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4751         }
4752         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4753                 memcg->use_hierarchy = true;
4754                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4755                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4756                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4757                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4758                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4759         } else {
4760                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4761                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4762                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4763                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4764                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4765                 /*
4766                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4767                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4768                  * unfortunate state in our controller.
4769                  */
4770                 if (parent != root_mem_cgroup)
4771                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4772         }
4773
4774         /* The following stuff does not apply to the root */
4775         if (!parent) {
4776                 root_mem_cgroup = memcg;
4777                 return &memcg->css;
4778         }
4779
4780         error = memcg_online_kmem(memcg);
4781         if (error)
4782                 goto fail;
4783
4784         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4785                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4786
4787         return &memcg->css;
4788 fail:
4789         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4790         mem_cgroup_free(memcg);
4791         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4792 }
4793
4794 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4795 {
4796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4797
4798         /*
4799          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4800          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4801          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4802          */
4803         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4804                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4805                 return -ENOMEM;
4806         }
4807
4808         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4809         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4810         css_get(css);
4811         return 0;
4812 }
4813
4814 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4815 {
4816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4817         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4818
4819         /*
4820          * Unregister events and notify userspace.
4821          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4822          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4823          */
4824         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4825         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4826                 list_del_init(&event->list);
4827                 schedule_work(&event->remove);
4828         }
4829         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4830
4831         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4832         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4833
4834         memcg_offline_kmem(memcg);
4835         wb_memcg_offline(memcg);
4836
4837         drain_all_stock(memcg);
4838
4839         mem_cgroup_id_put(memcg);
4840 }
4841
4842 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4843 {
4844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4845
4846         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4847 }
4848
4849 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4850 {
4851         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4852
4853         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4854                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4855
4856         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4857                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4858
4859         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4860         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4861         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4862         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4863         memcg_free_kmem(memcg);
4864         mem_cgroup_free(memcg);
4865 }
4866
4867 /**
4868  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4869  * @css: the target css
4870  *
4871  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4872  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4873  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4874  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4875  * made visible again.
4876  *
4877  * The current implementation only resets the essential configurations.
4878  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4879  */
4880 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4881 {
4882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4883
4884         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4885         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4886         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4887         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4888         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4889         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4890         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4891         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4892         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4893         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4894 }
4895
4896 #ifdef CONFIG_MMU
4897 /* Handlers for move charge at task migration. */
4898 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4899 {
4900         int ret;
4901
4902         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4903         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4904         if (!ret) {
4905                 mc.precharge += count;
4906                 return ret;
4907         }
4908
4909         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4910         while (count--) {
4911                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4912                 if (ret)
4913                         return ret;
4914                 mc.precharge++;
4915                 cond_resched();
4916         }
4917         return 0;
4918 }
4919
4920 union mc_target {
4921         struct page     *page;
4922         swp_entry_t     ent;
4923 };
4924
4925 enum mc_target_type {
4926         MC_TARGET_NONE = 0,
4927         MC_TARGET_PAGE,
4928         MC_TARGET_SWAP,
4929         MC_TARGET_DEVICE,
4930 };
4931
4932 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4933                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4934 {
4935         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4936
4937         if (!page || !page_mapped(page))
4938                 return NULL;
4939         if (PageAnon(page)) {
4940                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4941                         return NULL;
4942         } else {
4943                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4944                         return NULL;
4945         }
4946         if (!get_page_unless_zero(page))
4947                 return NULL;
4948
4949         return page;
4950 }
4951
4952 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4953 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4954                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4955 {
4956         struct page *page = NULL;
4957         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4958
4959         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4960                 return NULL;
4961
4962         /*
4963          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4964          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4965          * as special swap entry in the CPU page table.
4966          */
4967         if (is_device_private_entry(ent)) {
4968                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4969                 /*
4970                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4971                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4972                  */
4973                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4974                         return NULL;
4975                 return page;
4976         }
4977
4978         /*
4979          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4980          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4981          */
4982         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4983         if (do_memsw_account())
4984                 entry->val = ent.val;
4985
4986         return page;
4987 }
4988 #else
4989 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4990                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4991 {
4992         return NULL;
4993 }
4994 #endif
4995
4996 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4997                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4998 {
4999         struct page *page = NULL;
5000         struct address_space *mapping;
5001         pgoff_t pgoff;
5002
5003         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5004                 return NULL;
5005         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5006                 return NULL;
5007
5008         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5009         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5010
5011         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5012 #ifdef CONFIG_SWAP
5013         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5014         if (shmem_mapping(mapping)) {
5015                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5016                 if (xa_is_value(page)) {
5017                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5018                         if (do_memsw_account())
5019                                 *entry = swp;
5020                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5021                                              swp_offset(swp));
5022                 }
5023         } else
5024                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5025 #else
5026         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5027 #endif
5028         return page;
5029 }
5030
5031 /**
5032  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5033  * @page: the page
5034  * @compound: charge the page as compound or small page
5035  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5036  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5037  *
5038  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5039  *
5040  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5041  * from old cgroup.
5042  */
5043 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5044                                    bool compound,
5045                                    struct mem_cgroup *from,
5046                                    struct mem_cgroup *to)
5047 {
5048         unsigned long flags;
5049         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5050         int ret;
5051         bool anon;
5052
5053         VM_BUG_ON(from == to);
5054         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5055         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5056
5057         /*
5058          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5059          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5060          */
5061         ret = -EBUSY;
5062         if (!trylock_page(page))
5063                 goto out;
5064
5065         ret = -EINVAL;
5066         if (page->mem_cgroup != from)
5067                 goto out_unlock;
5068
5069         anon = PageAnon(page);
5070
5071         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5072
5073         if (!anon && page_mapped(page)) {
5074                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5075                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5076         }
5077
5078         /*
5079          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5080          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5081          * So mapping should be stable for dirty pages.
5082          */
5083         if (!anon && PageDirty(page)) {
5084                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5085
5086                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5087                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5088                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5089                 }
5090         }
5091
5092         if (PageWriteback(page)) {
5093                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5094                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5095         }
5096
5097         /*
5098          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5099          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5100          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5101          */
5102
5103         /* caller should have done css_get */
5104         page->mem_cgroup = to;
5105         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5106
5107         ret = 0;
5108
5109         local_irq_disable();
5110         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5111         memcg_check_events(to, page);
5112         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5113         memcg_check_events(from, page);
5114         local_irq_enable();
5115 out_unlock:
5116         unlock_page(page);
5117 out:
5118         return ret;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5123  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5124  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5125  * @ptent: the pte to be checked
5126  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5127  *
5128  * Returns
5129  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5130  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5131  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5132  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5133  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5134  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5135  *     in target->ent.
5136  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
5137  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5138  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5139  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5140  *     regular page.
5141  *
5142  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5143  *
5144  * Called with pte lock held.
5145  */
5146
5147 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5148                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5149 {
5150         struct page *page = NULL;
5151         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5152         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5153
5154         if (pte_present(ptent))
5155                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5156         else if (is_swap_pte(ptent))
5157                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5158         else if (pte_none(ptent))
5159                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5160
5161         if (!page && !ent.val)
5162                 return ret;
5163         if (page) {
5164                 /*
5165                  * Do only loose check w/o serialization.
5166                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5167                  * not under LRU exclusion.
5168                  */
5169                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5170                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5171                         if (is_device_private_page(page) ||
5172                             is_device_public_page(page))
5173                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5174                         if (target)
5175                                 target->page = page;
5176                 }
5177                 if (!ret || !target)
5178                         put_page(page);
5179         }
5180         /*
5181          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5182          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5183          */
5184         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5185             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5186                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5187                 if (target)
5188                         target->ent = ent;
5189         }
5190         return ret;
5191 }
5192
5193 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5194 /*
5195  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5196  * not support them for now.
5197  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5198  */
5199 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5200                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5201 {
5202         struct page *page = NULL;
5203         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5204
5205         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5206                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5207                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5208                 return ret;
5209         }
5210         page = pmd_page(pmd);
5211         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5212         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5213                 return ret;
5214         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5215                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5216                 if (target) {
5217                         get_page(page);
5218                         target->page = page;
5219                 }
5220         }
5221         return ret;
5222 }
5223 #else
5224 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5225                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5226 {
5227         return MC_TARGET_NONE;
5228 }
5229 #endif
5230
5231 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5232                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5233                                         struct mm_walk *walk)
5234 {
5235         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5236         pte_t *pte;
5237         spinlock_t *ptl;
5238
5239         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5240         if (ptl) {
5241                 /*
5242                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5243                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
5244                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
5245                  */
5246                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5247                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5248                 spin_unlock(ptl);
5249                 return 0;
5250         }
5251
5252         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5253                 return 0;
5254         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5255         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5256                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5257                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5258         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5259         cond_resched();
5260
5261         return 0;
5262 }
5263
5264 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5265 {
5266         unsigned long precharge;
5267
5268         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5269                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5270                 .mm = mm,
5271         };
5272         down_read(&mm->mmap_sem);
5273         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5274                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5275         up_read(&mm->mmap_sem);
5276
5277         precharge = mc.precharge;
5278         mc.precharge = 0;
5279
5280         return precharge;
5281 }
5282
5283 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5284 {
5285         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5286
5287         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5288         mc.moving_task = current;
5289         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5290 }
5291
5292 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5293 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5296         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5297
5298         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5299         if (mc.precharge) {
5300                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5301                 mc.precharge = 0;
5302         }
5303         /*
5304          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5305          * we must uncharge here.
5306          */
5307         if (mc.moved_charge) {
5308                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5309                 mc.moved_charge = 0;
5310         }
5311         /* we must fixup refcnts and charges */
5312         if (mc.moved_swap) {
5313                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5314                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5315                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5316
5317                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5318
5319                 /*
5320                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5321                  * should uncharge to->memory.
5322                  */
5323                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5324                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5325
5326                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5327                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5328
5329                 mc.moved_swap = 0;
5330         }
5331         memcg_oom_recover(from);
5332         memcg_oom_recover(to);
5333         wake_up_all(&mc.waitq);
5334 }
5335
5336 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5337 {
5338         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5339
5340         /*
5341          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5342          * task migration.
5343          */
5344         mc.moving_task = NULL;
5345         __mem_cgroup_clear_mc();
5346         spin_lock(&mc.lock);
5347         mc.from = NULL;
5348         mc.to = NULL;
5349         mc.mm = NULL;
5350         spin_unlock(&mc.lock);
5351
5352         mmput(mm);
5353 }
5354
5355 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5356 {
5357         struct cgroup_subsys_state *css;
5358         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5359         struct mem_cgroup *from;
5360         struct task_struct *leader, *p;
5361         struct mm_struct *mm;
5362         unsigned long move_flags;
5363         int ret = 0;
5364
5365         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5366         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5367                 return 0;
5368
5369         /*
5370          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5371          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5372          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5373          * multiple.
5374          */
5375         p = NULL;
5376         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5377                 WARN_ON_ONCE(p);
5378                 p = leader;
5379                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5380         }
5381         if (!p)
5382                 return 0;
5383
5384         /*
5385          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5386          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5387          * So we need to save it, and keep it going.
5388          */
5389         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5390         if (!move_flags)
5391                 return 0;
5392
5393         from = mem_cgroup_from_task(p);
5394
5395         VM_BUG_ON(from == memcg);
5396
5397         mm = get_task_mm(p);
5398         if (!mm)
5399                 return 0;
5400         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5401         if (mm->owner == p) {
5402                 VM_BUG_ON(mc.from);
5403                 VM_BUG_ON(mc.to);
5404                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5405                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5406                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5407
5408                 spin_lock(&mc.lock);
5409                 mc.mm = mm;
5410                 mc.from = from;
5411                 mc.to = memcg;
5412                 mc.flags = move_flags;
5413                 spin_unlock(&mc.lock);
5414                 /* We set mc.moving_task later */
5415
5416                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5417                 if (ret)
5418                         mem_cgroup_clear_mc();
5419         } else {
5420                 mmput(mm);
5421         }
5422         return ret;
5423 }
5424
5425 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5426 {
5427         if (mc.to)
5428                 mem_cgroup_clear_mc();
5429 }
5430
5431 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5432                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5433                                 struct mm_walk *walk)
5434 {
5435         int ret = 0;
5436         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5437         pte_t *pte;
5438         spinlock_t *ptl;
5439         enum mc_target_type target_type;
5440         union mc_target target;
5441         struct page *page;
5442
5443         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5444         if (ptl) {
5445                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5446                         spin_unlock(ptl);
5447                         return 0;
5448                 }
5449                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5450                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5451                         page = target.page;
5452                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5453                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5454                                                              mc.from, mc.to)) {
5455                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5456                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5457                                 }
5458                                 putback_lru_page(page);
5459                         }
5460                         put_page(page);
5461                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5462                         page = target.page;
5463                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5464                                                      mc.from, mc.to)) {
5465                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5466                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5467                         }
5468                         put_page(page);
5469                 }
5470                 spin_unlock(ptl);
5471                 return 0;
5472         }
5473
5474         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5475                 return 0;
5476 retry:
5477         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5478         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5479                 pte_t ptent = *(pte++);
5480                 bool device = false;
5481                 swp_entry_t ent;
5482
5483                 if (!mc.precharge)
5484                         break;
5485
5486                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5487                 case MC_TARGET_DEVICE:
5488                         device = true;
5489                         /* fall through */
5490                 case MC_TARGET_PAGE:
5491                         page = target.page;
5492                         /*
5493                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5494                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5495                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5496                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5497                          */
5498                         if (PageTransCompound(page))
5499                                 goto put;
5500                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5501                                 goto put;
5502                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5503                                                 mc.from, mc.to)) {
5504                                 mc.precharge--;
5505                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5506                                 mc.moved_charge++;
5507                         }
5508                         if (!device)
5509                                 putback_lru_page(page);
5510 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5511                         put_page(page);
5512                         break;
5513                 case MC_TARGET_SWAP:
5514                         ent = target.ent;
5515                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5516                                 mc.precharge--;
5517                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5518                                 mc.moved_swap++;
5519                         }
5520                         break;
5521                 default:
5522                         break;
5523                 }
5524         }
5525         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5526         cond_resched();
5527
5528         if (addr != end) {
5529                 /*
5530                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5531                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5532                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5533                  * phase.
5534                  */
5535                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5536                 if (!ret)
5537                         goto retry;
5538         }
5539
5540         return ret;
5541 }
5542
5543 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5544 {
5545         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5546                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5547                 .mm = mc.mm,
5548         };
5549
5550         lru_add_drain_all();
5551         /*
5552          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5553          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5554          * for already started RCU-only updates to finish.
5555          */
5556         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5557         synchronize_rcu();
5558 retry:
5559         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5560                 /*
5561                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5562                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5563                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5564                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5565                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5566                  */
5567                 __mem_cgroup_clear_mc();
5568                 cond_resched();
5569                 goto retry;
5570         }
5571         /*
5572          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5573          * additional charge, the page walk just aborts.
5574          */
5575         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5576
5577         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5578         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5579 }
5580
5581 static void mem_cgroup_move_task(void)
5582 {
5583         if (mc.to) {
5584                 mem_cgroup_move_charge();
5585                 mem_cgroup_clear_mc();
5586         }
5587 }
5588 #else   /* !CONFIG_MMU */
5589 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5590 {
5591         return 0;
5592 }
5593 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5594 {
5595 }
5596 static void mem_cgroup_move_task(void)
5597 {
5598 }
5599 #endif
5600
5601 /*
5602  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5603  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5604  * attempt.
5605  */
5606 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5607 {
5608         /*
5609          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5610          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5611          * on for the root memcg is enough.
5612          */
5613         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5614                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5615         else
5616                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5617 }
5618
5619 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5620 {
5621         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5622                 seq_puts(m, "max\n");
5623         else
5624                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5625
5626         return 0;
5627 }
5628
5629 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5630                                struct cftype *cft)
5631 {
5632         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5633
5634         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5635 }
5636
5637 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5638 {
5639         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5640                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5641 }
5642
5643 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5644                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5645 {
5646         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5647         unsigned long min;
5648         int err;
5649
5650         buf = strstrip(buf);
5651         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5652         if (err)
5653                 return err;
5654
5655         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5656
5657         return nbytes;
5658 }
5659
5660 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5661 {
5662         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5663                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5664 }
5665
5666 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5667                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5668 {
5669         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5670         unsigned long low;
5671         int err;
5672
5673         buf = strstrip(buf);
5674         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5675         if (err)
5676                 return err;
5677
5678         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5679
5680         return nbytes;
5681 }
5682
5683 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5684 {
5685         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5686 }
5687
5688 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5689                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5690 {
5691         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5692         unsigned long nr_pages;
5693         unsigned long high;
5694         int err;
5695
5696         buf = strstrip(buf);
5697         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5698         if (err)
5699                 return err;
5700
5701         memcg->high = high;
5702
5703         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5704         if (nr_pages > high)
5705                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5706                                              GFP_KERNEL, true);
5707
5708         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5709         return nbytes;
5710 }
5711
5712 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5713 {
5714         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5715                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5716 }
5717
5718 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5719                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5720 {
5721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5722         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5723         bool drained = false;
5724         unsigned long max;
5725         int err;
5726
5727         buf = strstrip(buf);
5728         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5729         if (err)
5730                 return err;
5731
5732         xchg(&memcg->memory.max, max);
5733
5734         for (;;) {
5735                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5736
5737                 if (nr_pages <= max)
5738                         break;
5739
5740                 if (signal_pending(current)) {
5741                         err = -EINTR;
5742                         break;
5743                 }
5744
5745                 if (!drained) {
5746                         drain_all_stock(memcg);
5747                         drained = true;
5748                         continue;
5749                 }
5750
5751                 if (nr_reclaims) {
5752                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5753                                                           GFP_KERNEL, true))
5754                                 nr_reclaims--;
5755                         continue;
5756                 }
5757
5758                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5759                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5760                         break;
5761         }
5762
5763         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5764         return nbytes;
5765 }
5766
5767 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5768 {
5769         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5770         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5771         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5772         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5773         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5774                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5775 }
5776
5777 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5778 {
5779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5780
5781         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5782         return 0;
5783 }
5784
5785 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5786 {
5787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5788
5789         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5790         return 0;
5791 }
5792
5793 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5794 {
5795         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5796         char *buf;
5797
5798         buf = memory_stat_format(memcg);
5799         if (!buf)
5800                 return -ENOMEM;
5801         seq_puts(m, buf);
5802         kfree(buf);
5803         return 0;
5804 }
5805
5806 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5807 {
5808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5809
5810         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5811
5812         return 0;
5813 }
5814
5815 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5816                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5817 {
5818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5819         int ret, oom_group;
5820
5821         buf = strstrip(buf);
5822         if (!buf)
5823                 return -EINVAL;
5824
5825         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5826         if (ret)
5827                 return ret;
5828
5829         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5830                 return -EINVAL;
5831
5832         memcg->oom_group = oom_group;
5833
5834         return nbytes;
5835 }
5836
5837 static struct cftype memory_files[] = {
5838         {
5839                 .name = "current",
5840                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5841                 .read_u64 = memory_current_read,
5842         },
5843         {
5844                 .name = "min",
5845                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5846                 .seq_show = memory_min_show,
5847                 .write = memory_min_write,
5848         },
5849         {
5850                 .name = "low",
5851                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5852                 .seq_show = memory_low_show,
5853                 .write = memory_low_write,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "high",
5857                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5858                 .seq_show = memory_high_show,
5859                 .write = memory_high_write,
5860         },
5861         {
5862                 .name = "max",
5863                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5864                 .seq_show = memory_max_show,
5865                 .write = memory_max_write,
5866         },
5867         {
5868                 .name = "events",
5869                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5870                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5871                 .seq_show = memory_events_show,
5872         },
5873         {
5874                 .name = "events.local",
5875                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5876                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5877                 .seq_show = memory_events_local_show,
5878         },
5879         {
5880                 .name = "stat",
5881                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5882                 .seq_show = memory_stat_show,
5883         },
5884         {
5885                 .name = "oom.group",
5886                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5887                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5888                 .write = memory_oom_group_write,
5889         },
5890         { }     /* terminate */
5891 };
5892
5893 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5894         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5895         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5896         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5897         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5898         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5899         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5900         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5901         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5902         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5903         .bind = mem_cgroup_bind,
5904         .dfl_cftypes = memory_files,
5905         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5906         .early_init = 0,
5907 };
5908
5909 /**
5910  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5911  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5912  * @memcg: the memory cgroup to check
5913  *
5914  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5915  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5916  *
5917  * Returns one of the following:
5918  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5919  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5920  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5921  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5922  *
5923  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5924  *
5925  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5926  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5927  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5928  *
5929  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5930  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5931  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5932  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5933  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5934  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5935  * protected memory.
5936  *
5937  *                                             low_usage
5938  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5939  *                                        siblings_low_usage
5940  *
5941  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5942  * low_usage = |
5943  *             | 0, otherwise.
5944  *
5945  *
5946  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5947  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5948  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5949  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5950  * distribution.
5951  *
5952  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5953  *
5954  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5955  *    //\\
5956  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5957  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5958  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5959  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5960  *
5961  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5962  * is expected (approximately):
5963  *
5964  *     A/memory.current = 2G
5965  *
5966  *     B/memory.current = 1.3G
5967  *     C/memory.current = 0.6G
5968  *     D/memory.current = 0
5969  *     E/memory.current = 0
5970  *
5971  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5972  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5973  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5974  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5975  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5976  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5977  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5978  */
5979 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5980                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5981 {
5982         struct mem_cgroup *parent;
5983         unsigned long emin, parent_emin;
5984         unsigned long elow, parent_elow;
5985         unsigned long usage;
5986
5987         if (mem_cgroup_disabled())
5988                 return MEMCG_PROT_NONE;
5989
5990         if (!root)
5991                 root = root_mem_cgroup;
5992         if (memcg == root)
5993                 return MEMCG_PROT_NONE;
5994
5995         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5996         if (!usage)
5997                 return MEMCG_PROT_NONE;
5998
5999         emin = memcg->memory.min;
6000         elow = memcg->memory.low;
6001
6002         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6003         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6004         if (!parent)
6005                 return MEMCG_PROT_NONE;
6006
6007         if (parent == root)
6008                 goto exit;
6009
6010         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6011         emin = min(emin, parent_emin);
6012         if (emin && parent_emin) {
6013                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6014
6015                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6016                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6017                         &parent->memory.children_min_usage);
6018
6019                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6020                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6021                                    siblings_min_usage);
6022         }
6023
6024         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6025         elow = min(elow, parent_elow);
6026         if (elow && parent_elow) {
6027                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6028
6029                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6030                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6031                         &parent->memory.children_low_usage);
6032
6033                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6034                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6035                                    siblings_low_usage);
6036         }
6037
6038 exit:
6039         memcg->memory.emin = emin;
6040         memcg->memory.elow = elow;
6041
6042         if (usage <= emin)
6043                 return MEMCG_PROT_MIN;
6044         else if (usage <= elow)
6045                 return MEMCG_PROT_LOW;
6046         else
6047                 return MEMCG_PROT_NONE;
6048 }
6049
6050 /**
6051  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6052  * @page: page to charge
6053  * @mm: mm context of the victim
6054  * @gfp_mask: reclaim mode
6055  * @memcgp: charged memcg return
6056  * @compound: charge the page as compound or small page
6057  *
6058  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6059  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6060  *
6061  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6062  * Otherwise, an error code is returned.
6063  *
6064  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6065  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6066  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6067  */
6068 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6069                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6070                           bool compound)
6071 {
6072         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6073         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6074         int ret = 0;
6075
6076         if (mem_cgroup_disabled())
6077                 goto out;
6078
6079         if (PageSwapCache(page)) {
6080                 /*
6081                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6082                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6083                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6084                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6085                  * in turn serializes uncharging.
6086                  */
6087                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6088                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6089                         goto out;
6090
6091                 if (do_swap_account) {
6092                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6093                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6094
6095                         rcu_read_lock();
6096                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6097                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6098                                 memcg = NULL;
6099                         rcu_read_unlock();
6100                 }
6101         }
6102
6103         if (!memcg)
6104                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6105
6106         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6107
6108         css_put(&memcg->css);
6109 out:
6110         *memcgp = memcg;
6111         return ret;
6112 }
6113
6114 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6115                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6116                           bool compound)
6117 {
6118         struct mem_cgroup *memcg;
6119         int ret;
6120
6121         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6122         memcg = *memcgp;
6123         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6124         return ret;
6125 }
6126
6127 /**
6128  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6129  * @page: page to charge
6130  * @memcg: memcg to charge the page to
6131  * @lrucare: page might be on LRU already
6132  * @compound: charge the page as compound or small page
6133  *
6134  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6135  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6136  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6137  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6138  *
6139  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6140  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6141  *
6142  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6143  */
6144 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6145                               bool lrucare, bool compound)
6146 {
6147         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6148
6149         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6150         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6151
6152         if (mem_cgroup_disabled())
6153                 return;
6154         /*
6155          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6156          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6157          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6158          */
6159         if (!memcg)
6160                 return;
6161
6162         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6163
6164         local_irq_disable();
6165         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6166         memcg_check_events(memcg, page);
6167         local_irq_enable();
6168
6169         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6170                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6171                 /*
6172                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6173                  * let's not wait for it.  The page already received a
6174                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6175                  */
6176                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6177         }
6178 }
6179
6180 /**
6181  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6182  * @page: page to charge
6183  * @memcg: memcg to charge the page to
6184  * @compound: charge the page as compound or small page
6185  *
6186  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6187  */
6188 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6189                 bool compound)
6190 {
6191         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6192
6193         if (mem_cgroup_disabled())
6194                 return;
6195         /*
6196          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6197          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6198          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6199          */
6200         if (!memcg)
6201                 return;
6202
6203         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6204 }
6205
6206 struct uncharge_gather {
6207         struct mem_cgroup *memcg;
6208         unsigned long pgpgout;
6209         unsigned long nr_anon;
6210         unsigned long nr_file;
6211         unsigned long nr_kmem;
6212         unsigned long nr_huge;
6213         unsigned long nr_shmem;
6214         struct page *dummy_page;
6215 };
6216
6217 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6218 {
6219         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6220 }
6221
6222 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6223 {
6224         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6225         unsigned long flags;
6226
6227         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6228                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6229                 if (do_memsw_account())
6230                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6231                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6232                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6233                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6234         }
6235
6236         local_irq_save(flags);
6237         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6238         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6239         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6240         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6241         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6242         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6243         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6244         local_irq_restore(flags);
6245
6246         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6247                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6248 }
6249
6250 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6251 {
6252         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6253         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6254                         !PageHWPoison(page) , page);
6255
6256         if (!page->mem_cgroup)
6257                 return;
6258
6259         /*
6260          * Nobody should be changing or seriously looking at
6261          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6262          * exclusive access to the page.
6263          */
6264
6265         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6266                 if (ug->memcg) {
6267                         uncharge_batch(ug);
6268                         uncharge_gather_clear(ug);
6269                 }
6270                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6271         }
6272
6273         if (!PageKmemcg(page)) {
6274                 unsigned int nr_pages = 1;
6275
6276                 if (PageTransHuge(page)) {
6277                         nr_pages <<= compound_order(page);
6278                         ug->nr_huge += nr_pages;
6279                 }
6280                 if (PageAnon(page))
6281                         ug->nr_anon += nr_pages;
6282                 else {
6283                         ug->nr_file += nr_pages;
6284                         if (PageSwapBacked(page))
6285                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6286                 }
6287                 ug->pgpgout++;
6288         } else {
6289                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6290                 __ClearPageKmemcg(page);
6291         }
6292
6293         ug->dummy_page = page;
6294         page->mem_cgroup = NULL;
6295 }
6296
6297 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6298 {
6299         struct uncharge_gather ug;
6300         struct list_head *next;
6301
6302         uncharge_gather_clear(&ug);
6303
6304         /*
6305          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6306          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6307          */
6308         next = page_list->next;
6309         do {
6310                 struct page *page;
6311
6312                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6313                 next = page->lru.next;
6314
6315                 uncharge_page(page, &ug);
6316         } while (next != page_list);
6317
6318         if (ug.memcg)
6319                 uncharge_batch(&ug);
6320 }
6321
6322 /**
6323  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6324  * @page: page to uncharge
6325  *
6326  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6327  * mem_cgroup_commit_charge().
6328  */
6329 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6330 {
6331         struct uncharge_gather ug;
6332
6333         if (mem_cgroup_disabled())
6334                 return;
6335
6336         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6337         if (!page->mem_cgroup)
6338                 return;
6339
6340         uncharge_gather_clear(&ug);
6341         uncharge_page(page, &ug);
6342         uncharge_batch(&ug);
6343 }
6344
6345 /**
6346  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6347  * @page_list: list of pages to uncharge
6348  *
6349  * Uncharge a list of pages previously charged with
6350  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6351  */
6352 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6353 {
6354         if (mem_cgroup_disabled())
6355                 return;
6356
6357         if (!list_empty(page_list))
6358                 uncharge_list(page_list);
6359 }
6360
6361 /**
6362  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6363  * @oldpage: currently circulating page
6364  * @newpage: replacement page
6365  *
6366  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6367  * be uncharged upon free.
6368  *
6369  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6370  */
6371 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6372 {
6373         struct mem_cgroup *memcg;
6374         unsigned int nr_pages;
6375         bool compound;
6376         unsigned long flags;
6377
6378         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6379         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6380         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6381         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6382                        newpage);
6383
6384         if (mem_cgroup_disabled())
6385                 return;
6386
6387         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6388         if (newpage->mem_cgroup)
6389                 return;
6390
6391         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6392         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6393         if (!memcg)
6394                 return;
6395
6396         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6397         compound = PageTransHuge(newpage);
6398         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6399
6400         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6401         if (do_memsw_account())
6402                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6403         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6404
6405         commit_charge(newpage, memcg, false);
6406
6407         local_irq_save(flags);
6408         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6409         memcg_check_events(memcg, newpage);
6410         local_irq_restore(flags);
6411 }
6412
6413 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6414 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6415
6416 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6417 {
6418         struct mem_cgroup *memcg;
6419
6420         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6421                 return;
6422
6423         /*
6424          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6425          * filled. It won't however, necessarily happen from
6426          * process context. So the test for root memcg given
6427          * the current task's memcg won't help us in this case.
6428          *
6429          * Respecting the original socket's memcg is a better
6430          * decision in this case.
6431          */
6432         if (sk->sk_memcg) {
6433                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6434                 return;
6435         }
6436
6437         rcu_read_lock();
6438         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6439         if (memcg == root_mem_cgroup)
6440                 goto out;
6441         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6442                 goto out;
6443         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6444                 sk->sk_memcg = memcg;
6445 out:
6446         rcu_read_unlock();
6447 }
6448
6449 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6450 {
6451         if (sk->sk_memcg)
6452                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6453 }
6454
6455 /**
6456  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6457  * @memcg: memcg to charge
6458  * @nr_pages: number of pages to charge
6459  *
6460  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6461  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6462  */
6463 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6464 {
6465         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6466
6467         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6468                 struct page_counter *fail;
6469
6470                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6471                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6472                         return true;
6473                 }
6474                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6475                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6476                 return false;
6477         }
6478
6479         /* Don't block in the packet receive path */
6480         if (in_softirq())
6481                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6482
6483         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6484
6485         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6486                 return true;
6487
6488         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6489         return false;
6490 }
6491
6492 /**
6493  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6494  * @memcg: memcg to uncharge
6495  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6496  */
6497 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6498 {
6499         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6500                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6501                 return;
6502         }
6503
6504         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6505
6506         refill_stock(memcg, nr_pages);
6507 }
6508
6509 static int __init cgroup_memory(char *s)
6510 {
6511         char *token;
6512
6513         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6514                 if (!*token)
6515                         continue;
6516                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6517                         cgroup_memory_nosocket = true;
6518                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6519                         cgroup_memory_nokmem = true;
6520         }
6521         return 0;
6522 }
6523 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6524
6525 /*
6526  * subsys_initcall() for memory controller.
6527  *
6528  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6529  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6530  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6531  * should be initialized from here.
6532  */
6533 static int __init mem_cgroup_init(void)
6534 {
6535         int cpu, node;
6536
6537 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6538         /*
6539          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6540          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6541          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6542          * destroyed simultaneously.
6543          */
6544         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6545         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6546 #endif
6547
6548         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6549                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6550
6551         for_each_possible_cpu(cpu)
6552                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6553                           drain_local_stock);
6554
6555         for_each_node(node) {
6556                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6557
6558                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6559                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6560
6561                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6562                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6563                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6564                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6565         }
6566
6567         return 0;
6568 }
6569 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6570
6571 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6572 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6573 {
6574         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6575                 /*
6576                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6577                  * always be >= 1.
6578                  */
6579                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6580                         VM_BUG_ON(1);
6581                         break;
6582                 }
6583                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6584                 if (!memcg)
6585                         memcg = root_mem_cgroup;
6586         }
6587         return memcg;
6588 }
6589
6590 /**
6591  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6592  * @page: page whose memsw charge to transfer
6593  * @entry: swap entry to move the charge to
6594  *
6595  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6596  */
6597 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6598 {
6599         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6600         unsigned int nr_entries;
6601         unsigned short oldid;
6602
6603         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6604         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6605
6606         if (!do_memsw_account())
6607                 return;
6608
6609         memcg = page->mem_cgroup;
6610
6611         /* Readahead page, never charged */
6612         if (!memcg)
6613                 return;
6614
6615         /*
6616          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6617          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6618          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6619          */
6620         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6621         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6622         /* Get references for the tail pages, too */
6623         if (nr_entries > 1)
6624                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6625         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6626                                    nr_entries);
6627         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6628         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6629
6630         page->mem_cgroup = NULL;
6631
6632         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6633                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6634
6635         if (memcg != swap_memcg) {
6636                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6637                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6638                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6639         }
6640
6641         /*
6642          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6643          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6644          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6645          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6646          */
6647         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6648         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6649                                      -nr_entries);
6650         memcg_check_events(memcg, page);
6651
6652         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6653                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6654 }
6655
6656 /**
6657  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6658  * @page: page being added to swap
6659  * @entry: swap entry to charge
6660  *
6661  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6662  *
6663  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6664  */
6665 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6666 {
6667         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6668         struct page_counter *counter;
6669         struct mem_cgroup *memcg;
6670         unsigned short oldid;
6671
6672         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6673                 return 0;
6674
6675         memcg = page->mem_cgroup;
6676
6677         /* Readahead page, never charged */
6678         if (!memcg)
6679                 return 0;
6680
6681         if (!entry.val) {
6682                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6683                 return 0;
6684         }
6685
6686         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6687
6688         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6689             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6690                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6691                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6692                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6693                 return -ENOMEM;
6694         }
6695
6696         /* Get references for the tail pages, too */
6697         if (nr_pages > 1)
6698                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6699         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6700         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6701         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6702
6703         return 0;
6704 }
6705
6706 /**
6707  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6708  * @entry: swap entry to uncharge
6709  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6710  */
6711 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6712 {
6713         struct mem_cgroup *memcg;
6714         unsigned short id;
6715
6716         if (!do_swap_account)
6717                 return;
6718
6719         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6720         rcu_read_lock();
6721         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6722         if (memcg) {
6723                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6724                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6725                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6726                         else
6727                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6728                 }
6729                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6730                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6731         }
6732         rcu_read_unlock();
6733 }
6734
6735 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6736 {
6737         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6738
6739         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6740                 return nr_swap_pages;
6741         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6742                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6743                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6744                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6745         return nr_swap_pages;
6746 }
6747
6748 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6749 {
6750         struct mem_cgroup *memcg;
6751
6752         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6753
6754         if (vm_swap_full())
6755                 return true;
6756         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6757                 return false;
6758
6759         memcg = page->mem_cgroup;
6760         if (!memcg)
6761                 return false;
6762
6763         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6764                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6765                         return true;
6766
6767         return false;
6768 }
6769
6770 /* for remember boot option*/
6771 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6772 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6773 #else
6774 static int really_do_swap_account __initdata;
6775 #endif
6776
6777 static int __init enable_swap_account(char *s)
6778 {
6779         if (!strcmp(s, "1"))
6780                 really_do_swap_account = 1;
6781         else if (!strcmp(s, "0"))
6782                 really_do_swap_account = 0;
6783         return 1;
6784 }
6785 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6786
6787 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6788                              struct cftype *cft)
6789 {
6790         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6791
6792         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6793 }
6794
6795 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6796 {
6797         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6798                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6799 }
6800
6801 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6802                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6803 {
6804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6805         unsigned long max;
6806         int err;
6807
6808         buf = strstrip(buf);
6809         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6810         if (err)
6811                 return err;
6812
6813         xchg(&memcg->swap.max, max);
6814
6815         return nbytes;
6816 }
6817
6818 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6819 {
6820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6821
6822         seq_printf(m, "max %lu\n",
6823                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6824         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6825                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6826
6827         return 0;
6828 }
6829
6830 static struct cftype swap_files[] = {
6831         {
6832                 .name = "swap.current",
6833                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6834                 .read_u64 = swap_current_read,
6835         },
6836         {
6837                 .name = "swap.max",
6838                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6839                 .seq_show = swap_max_show,
6840                 .write = swap_max_write,
6841         },
6842         {
6843                 .name = "swap.events",
6844                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6845                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6846                 .seq_show = swap_events_show,
6847         },
6848         { }     /* terminate */
6849 };
6850
6851 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6852         {
6853                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6854                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6855                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6856         },
6857         {
6858                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6859                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6860                 .write = mem_cgroup_reset,
6861                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6862         },
6863         {
6864                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6865                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6866                 .write = mem_cgroup_write,
6867                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6868         },
6869         {
6870                 .name = "memsw.failcnt",
6871                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6872                 .write = mem_cgroup_reset,
6873                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6874         },
6875         { },    /* terminate */
6876 };
6877
6878 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6879 {
6880         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6881                 do_swap_account = 1;
6882                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6883                                                swap_files));
6884                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6885                                                   memsw_cgroup_files));
6886         }
6887         return 0;
6888 }
6889 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6890
6891 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */