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