mm: workingset: fix vmstat counters for shadow nodes
[muen/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
699         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
700                 struct mem_cgroup *mi;
701
702                 /*
703                  * Batch local counters to keep them in sync with
704                  * the hierarchical ones.
705                  */
706                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
707                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
708                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
709                 x = 0;
710         }
711         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
712 }
713
714 static struct mem_cgroup_per_node *
715 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
716 {
717         struct mem_cgroup *parent;
718
719         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
720         if (!parent)
721                 return NULL;
722         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
723 }
724
725 /**
726  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
727  * @lruvec: the lruvec
728  * @idx: the stat item
729  * @val: delta to add to the counter, can be negative
730  *
731  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
732  * function updates the all three counters that are affected by a
733  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
734  */
735 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
736                         int val)
737 {
738         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
739         struct mem_cgroup_per_node *pn;
740         struct mem_cgroup *memcg;
741         long x;
742
743         /* Update node */
744         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
745
746         if (mem_cgroup_disabled())
747                 return;
748
749         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
750         memcg = pn->memcg;
751
752         /* Update memcg */
753         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 /*
760                  * Batch local counters to keep them in sync with
761                  * the hierarchical ones.
762                  */
763                 __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], x);
764                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
765                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
766                 x = 0;
767         }
768         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
769 }
770
771 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
772 {
773         struct page *page = virt_to_head_page(p);
774         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
775         struct mem_cgroup *memcg;
776         struct lruvec *lruvec;
777
778         rcu_read_lock();
779         memcg = memcg_from_slab_page(page);
780
781         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
782         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
783                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
784         } else {
785                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
786                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
787         }
788         rcu_read_unlock();
789 }
790
791 /**
792  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
793  * @memcg: the memory cgroup
794  * @idx: the event item
795  * @count: the number of events that occured
796  */
797 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
798                           unsigned long count)
799 {
800         unsigned long x;
801
802         if (mem_cgroup_disabled())
803                 return;
804
805         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
806         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
807                 struct mem_cgroup *mi;
808
809                 /*
810                  * Batch local counters to keep them in sync with
811                  * the hierarchical ones.
812                  */
813                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
814                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
815                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
816                 x = 0;
817         }
818         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
819 }
820
821 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
822 {
823         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
824 }
825
826 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
827 {
828         long x = 0;
829         int cpu;
830
831         for_each_possible_cpu(cpu)
832                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
833         return x;
834 }
835
836 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
837                                          struct page *page,
838                                          bool compound, int nr_pages)
839 {
840         /*
841          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
842          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
843          */
844         if (PageAnon(page))
845                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
846         else {
847                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
848                 if (PageSwapBacked(page))
849                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
850         }
851
852         if (compound) {
853                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
854                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
855         }
856
857         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
858         if (nr_pages > 0)
859                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
860         else {
861                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
862                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
863         }
864
865         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
866 }
867
868 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
869                                        enum mem_cgroup_events_target target)
870 {
871         unsigned long val, next;
872
873         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
874         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
875         /* from time_after() in jiffies.h */
876         if ((long)(next - val) < 0) {
877                 switch (target) {
878                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
879                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
880                         break;
881                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
882                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
883                         break;
884                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
885                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
886                         break;
887                 default:
888                         break;
889                 }
890                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
891                 return true;
892         }
893         return false;
894 }
895
896 /*
897  * Check events in order.
898  *
899  */
900 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
901 {
902         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
903         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
904                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
905                 bool do_softlimit;
906                 bool do_numainfo __maybe_unused;
907
908                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
909                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
910 #if MAX_NUMNODES > 1
911                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
912                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
913 #endif
914                 mem_cgroup_threshold(memcg);
915                 if (unlikely(do_softlimit))
916                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
917 #if MAX_NUMNODES > 1
918                 if (unlikely(do_numainfo))
919                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
920 #endif
921         }
922 }
923
924 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
925 {
926         /*
927          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
928          * if it races with swapoff, page migration, etc.
929          * So this can be called with p == NULL.
930          */
931         if (unlikely(!p))
932                 return NULL;
933
934         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
935 }
936 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
937
938 /**
939  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
940  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
941  *
942  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
943  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
944  * returned.
945  */
946 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
947 {
948         struct mem_cgroup *memcg;
949
950         if (mem_cgroup_disabled())
951                 return NULL;
952
953         rcu_read_lock();
954         do {
955                 /*
956                  * Page cache insertions can happen withou an
957                  * actual mm context, e.g. during disk probing
958                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
959                  */
960                 if (unlikely(!mm))
961                         memcg = root_mem_cgroup;
962                 else {
963                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
964                         if (unlikely(!memcg))
965                                 memcg = root_mem_cgroup;
966                 }
967         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
968         rcu_read_unlock();
969         return memcg;
970 }
971 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
972
973 /**
974  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
975  * @page: page from which memcg should be extracted.
976  *
977  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
978  * root_mem_cgroup is returned.
979  */
980 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
981 {
982         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
983
984         if (mem_cgroup_disabled())
985                 return NULL;
986
987         rcu_read_lock();
988         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
989                 memcg = root_mem_cgroup;
990         rcu_read_unlock();
991         return memcg;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
994
995 /**
996  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
997  */
998 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
999 {
1000         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1001                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
1002
1003                 rcu_read_lock();
1004                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
1005                         memcg = current->active_memcg;
1006                 rcu_read_unlock();
1007                 return memcg;
1008         }
1009         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1014  * @root: hierarchy root
1015  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1016  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1017  *
1018  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1019  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1020  *
1021  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1022  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1023  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1024  *
1025  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1026  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1027  * reclaimers operating on the same node and priority.
1028  */
1029 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1030                                    struct mem_cgroup *prev,
1031                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1032 {
1033         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1034         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1035         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1036         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1037
1038         if (mem_cgroup_disabled())
1039                 return NULL;
1040
1041         if (!root)
1042                 root = root_mem_cgroup;
1043
1044         if (prev && !reclaim)
1045                 pos = prev;
1046
1047         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1048                 if (prev)
1049                         goto out;
1050                 return root;
1051         }
1052
1053         rcu_read_lock();
1054
1055         if (reclaim) {
1056                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1057
1058                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1059                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1060
1061                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1062                         goto out_unlock;
1063
1064                 while (1) {
1065                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1066                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1067                                 break;
1068                         /*
1069                          * css reference reached zero, so iter->position will
1070                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1071                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1072                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1073                          * might block it. So we clear iter->position right
1074                          * away.
1075                          */
1076                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1077                 }
1078         }
1079
1080         if (pos)
1081                 css = &pos->css;
1082
1083         for (;;) {
1084                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1085                 if (!css) {
1086                         /*
1087                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1088                          * new one might jump in right at the end of
1089                          * the hierarchy - make sure they see at least
1090                          * one group and restart from the beginning.
1091                          */
1092                         if (!prev)
1093                                 continue;
1094                         break;
1095                 }
1096
1097                 /*
1098                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1099                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1100                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1101                  */
1102                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1103
1104                 if (css == &root->css)
1105                         break;
1106
1107                 if (css_tryget(css))
1108                         break;
1109
1110                 memcg = NULL;
1111         }
1112
1113         if (reclaim) {
1114                 /*
1115                  * The position could have already been updated by a competing
1116                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1117                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1118                  */
1119                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1120
1121                 if (pos)
1122                         css_put(&pos->css);
1123
1124                 if (!memcg)
1125                         iter->generation++;
1126                 else if (!prev)
1127                         reclaim->generation = iter->generation;
1128         }
1129
1130 out_unlock:
1131         rcu_read_unlock();
1132 out:
1133         if (prev && prev != root)
1134                 css_put(&prev->css);
1135
1136         return memcg;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1141  * @root: hierarchy root
1142  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1143  */
1144 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1145                            struct mem_cgroup *prev)
1146 {
1147         if (!root)
1148                 root = root_mem_cgroup;
1149         if (prev && prev != root)
1150                 css_put(&prev->css);
1151 }
1152
1153 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1154                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1155 {
1156         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1157         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1158         int nid;
1159         int i;
1160
1161         for_each_node(nid) {
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1163                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1164                         iter = &mz->iter[i];
1165                         cmpxchg(&iter->position,
1166                                 dead_memcg, NULL);
1167                 }
1168         }
1169 }
1170
1171 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1172 {
1173         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1174         struct mem_cgroup *last;
1175
1176         do {
1177                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1178                 last = memcg;
1179         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1180
1181         /*
1182          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1183          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1184          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1185          * dead_memcg from cgroup root separately.
1186          */
1187         if (last != root_mem_cgroup)
1188                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1189                                                 dead_memcg);
1190 }
1191
1192 /**
1193  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1194  * @memcg: hierarchy root
1195  * @fn: function to call for each task
1196  * @arg: argument passed to @fn
1197  *
1198  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1199  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1200  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1201  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1202  *
1203  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1204  */
1205 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1206                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1207 {
1208         struct mem_cgroup *iter;
1209         int ret = 0;
1210
1211         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1212
1213         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1214                 struct css_task_iter it;
1215                 struct task_struct *task;
1216
1217                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1218                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1219                         ret = fn(task, arg);
1220                 css_task_iter_end(&it);
1221                 if (ret) {
1222                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1223                         break;
1224                 }
1225         }
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 /**
1230  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1231  * @page: the page
1232  * @pgdat: pgdat of the page
1233  *
1234  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1235  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1236  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1237  */
1238 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1239 {
1240         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1241         struct mem_cgroup *memcg;
1242         struct lruvec *lruvec;
1243
1244         if (mem_cgroup_disabled()) {
1245                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1246                 goto out;
1247         }
1248
1249         memcg = page->mem_cgroup;
1250         /*
1251          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1252          * possibly migrated - before they are charged.
1253          */
1254         if (!memcg)
1255                 memcg = root_mem_cgroup;
1256
1257         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1258         lruvec = &mz->lruvec;
1259 out:
1260         /*
1261          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1262          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1263          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1264          */
1265         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1266                 lruvec->pgdat = pgdat;
1267         return lruvec;
1268 }
1269
1270 /**
1271  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1272  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1273  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1274  * @zid: zone id of the accounted pages
1275  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1276  *
1277  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1278  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1279  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1280  */
1281 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1282                                 int zid, int nr_pages)
1283 {
1284         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1285         unsigned long *lru_size;
1286         long size;
1287
1288         if (mem_cgroup_disabled())
1289                 return;
1290
1291         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1292         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1293
1294         if (nr_pages < 0)
1295                 *lru_size += nr_pages;
1296
1297         size = *lru_size;
1298         if (WARN_ONCE(size < 0,
1299                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1300                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1301                 VM_BUG_ON(1);
1302                 *lru_size = 0;
1303         }
1304
1305         if (nr_pages > 0)
1306                 *lru_size += nr_pages;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1311  * @memcg: the memory cgroup
1312  *
1313  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1314  * pages.
1315  */
1316 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1317 {
1318         unsigned long margin = 0;
1319         unsigned long count;
1320         unsigned long limit;
1321
1322         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1323         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1324         if (count < limit)
1325                 margin = limit - count;
1326
1327         if (do_memsw_account()) {
1328                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1329                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1330                 if (count <= limit)
1331                         margin = min(margin, limit - count);
1332                 else
1333                         margin = 0;
1334         }
1335
1336         return margin;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1341  *
1342  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1343  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1344  * caused by "move".
1345  */
1346 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1347 {
1348         struct mem_cgroup *from;
1349         struct mem_cgroup *to;
1350         bool ret = false;
1351         /*
1352          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1353          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1354          */
1355         spin_lock(&mc.lock);
1356         from = mc.from;
1357         to = mc.to;
1358         if (!from)
1359                 goto unlock;
1360
1361         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1362                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1363 unlock:
1364         spin_unlock(&mc.lock);
1365         return ret;
1366 }
1367
1368 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1369 {
1370         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1371                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1372                         DEFINE_WAIT(wait);
1373                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1374                         /* moving charge context might have finished. */
1375                         if (mc.moving_task)
1376                                 schedule();
1377                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1378                         return true;
1379                 }
1380         }
1381         return false;
1382 }
1383
1384 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1385 {
1386         struct seq_buf s;
1387         int i;
1388
1389         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1390         if (!s.buffer)
1391                 return NULL;
1392
1393         /*
1394          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1395          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1396          *
1397          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1398          * 1) generic big picture -> specifics and details
1399          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1400          *
1401          * Current memory state:
1402          */
1403
1404         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1405                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1406                        PAGE_SIZE);
1407         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1408                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1409                        PAGE_SIZE);
1410         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1411                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1412                        1024);
1413         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1414                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1415                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1416                        PAGE_SIZE);
1417         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1418                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1419                        PAGE_SIZE);
1420
1421         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1422                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1423                        PAGE_SIZE);
1424         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1425                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1426                        PAGE_SIZE);
1427         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1428                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1429                        PAGE_SIZE);
1430         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1431                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1432                        PAGE_SIZE);
1433
1434         /*
1435          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1436          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1437          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1438          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1439          */
1440         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1441                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1442                        PAGE_SIZE);
1443
1444         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1445                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1446                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1447                                PAGE_SIZE);
1448
1449         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1450                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1451                        PAGE_SIZE);
1452         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1453                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1454                        PAGE_SIZE);
1455
1456         /* Accumulated memory events */
1457
1458         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1459         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1460
1461         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1462                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1463         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1464                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1465         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1466                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1467
1468         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1469         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1470                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1471                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1472         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1473                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1474                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1475         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1476         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1477         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1478         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1479
1480 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1481         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1482                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1483         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1484                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1485 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1486
1487         /* The above should easily fit into one page */
1488         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1489
1490         return s.buffer;
1491 }
1492
1493 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1494 /**
1495  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1496  * memory controller.
1497  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1498  * @p: Task that is going to be killed
1499  *
1500  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1501  * enabled
1502  */
1503 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1504 {
1505         rcu_read_lock();
1506
1507         if (memcg) {
1508                 pr_cont(",oom_memcg=");
1509                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1510         } else
1511                 pr_cont(",global_oom");
1512         if (p) {
1513                 pr_cont(",task_memcg=");
1514                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1515         }
1516         rcu_read_unlock();
1517 }
1518
1519 /**
1520  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1521  * memory controller.
1522  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1523  */
1524 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         char *buf;
1527
1528         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1529                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1530                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1531         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1532                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1533                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1534                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1535         else {
1536                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1537                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1538                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1539                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1540                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1541                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1542         }
1543
1544         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1545         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1546         pr_cont(":");
1547         buf = memory_stat_format(memcg);
1548         if (!buf)
1549                 return;
1550         pr_info("%s", buf);
1551         kfree(buf);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1556  */
1557 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1558 {
1559         unsigned long max;
1560
1561         max = memcg->memory.max;
1562         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1563                 unsigned long memsw_max;
1564                 unsigned long swap_max;
1565
1566                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1567                 swap_max = memcg->swap.max;
1568                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1569                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1570         }
1571         return max;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1575                                      int order)
1576 {
1577         struct oom_control oc = {
1578                 .zonelist = NULL,
1579                 .nodemask = NULL,
1580                 .memcg = memcg,
1581                 .gfp_mask = gfp_mask,
1582                 .order = order,
1583         };
1584         bool ret;
1585
1586         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1587                 return true;
1588         /*
1589          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1590          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1591          */
1592         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1593         mutex_unlock(&oom_lock);
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 #if MAX_NUMNODES > 1
1598
1599 /**
1600  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1601  * @memcg: the target memcg
1602  * @nid: the node ID to be checked.
1603  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1604  *
1605  * This function returns whether the specified memcg contains any
1606  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1607  * pages in the node.
1608  */
1609 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1610                 int nid, bool noswap)
1611 {
1612         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1613
1614         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1615             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1616                 return true;
1617         if (noswap || !total_swap_pages)
1618                 return false;
1619         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1620             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1621                 return true;
1622         return false;
1623
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1628  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1629  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1630  *
1631  */
1632 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1633 {
1634         int nid;
1635         /*
1636          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1637          * pagein/pageout changes since the last update.
1638          */
1639         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1640                 return;
1641         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1642                 return;
1643
1644         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1645         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1646
1647         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1648
1649                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1650                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1651         }
1652
1653         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1654         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1659  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1660  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1661  *
1662  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1663  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1664  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1665  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1666  *
1667  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1668  */
1669 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1670 {
1671         int node;
1672
1673         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1674         node = memcg->last_scanned_node;
1675
1676         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1677         /*
1678          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1679          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1680          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1681          */
1682         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1683                 node = numa_node_id();
1684
1685         memcg->last_scanned_node = node;
1686         return node;
1687 }
1688 #else
1689 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1690 {
1691         return 0;
1692 }
1693 #endif
1694
1695 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1696                                    pg_data_t *pgdat,
1697                                    gfp_t gfp_mask,
1698                                    unsigned long *total_scanned)
1699 {
1700         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1701         int total = 0;
1702         int loop = 0;
1703         unsigned long excess;
1704         unsigned long nr_scanned;
1705         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1706                 .pgdat = pgdat,
1707                 .priority = 0,
1708         };
1709
1710         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1711
1712         while (1) {
1713                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1714                 if (!victim) {
1715                         loop++;
1716                         if (loop >= 2) {
1717                                 /*
1718                                  * If we have not been able to reclaim
1719                                  * anything, it might because there are
1720                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1721                                  */
1722                                 if (!total)
1723                                         break;
1724                                 /*
1725                                  * We want to do more targeted reclaim.
1726                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1727                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1728                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1729                                  */
1730                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1731                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1732                                         break;
1733                         }
1734                         continue;
1735                 }
1736                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1737                                         pgdat, &nr_scanned);
1738                 *total_scanned += nr_scanned;
1739                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1740                         break;
1741         }
1742         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1743         return total;
1744 }
1745
1746 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1747 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1748         .name = "memcg_oom_lock",
1749 };
1750 #endif
1751
1752 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1753
1754 /*
1755  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1756  * If someone is running, return false.
1757  */
1758 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1759 {
1760         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1761
1762         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1763
1764         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1765                 if (iter->oom_lock) {
1766                         /*
1767                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1768                          * so we cannot give a lock.
1769                          */
1770                         failed = iter;
1771                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1772                         break;
1773                 } else
1774                         iter->oom_lock = true;
1775         }
1776
1777         if (failed) {
1778                 /*
1779                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1780                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1781                  */
1782                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1783                         if (iter == failed) {
1784                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1785                                 break;
1786                         }
1787                         iter->oom_lock = false;
1788                 }
1789         } else
1790                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1791
1792         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1793
1794         return !failed;
1795 }
1796
1797 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *iter;
1800
1801         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1802         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1804                 iter->oom_lock = false;
1805         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1806 }
1807
1808 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811
1812         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1814                 iter->under_oom++;
1815         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1816 }
1817
1818 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1819 {
1820         struct mem_cgroup *iter;
1821
1822         /*
1823          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1824          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1825          */
1826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1827         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1828                 if (iter->under_oom > 0)
1829                         iter->under_oom--;
1830         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1831 }
1832
1833 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1834
1835 struct oom_wait_info {
1836         struct mem_cgroup *memcg;
1837         wait_queue_entry_t      wait;
1838 };
1839
1840 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1841         unsigned mode, int sync, void *arg)
1842 {
1843         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1844         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1845         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1846
1847         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1848         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1849
1850         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1851             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1852                 return 0;
1853         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1854 }
1855
1856 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1857 {
1858         /*
1859          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1860          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1861          * this function is called as a result of userland actions
1862          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1863          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1864          * triggering notification.
1865          */
1866         if (memcg && memcg->under_oom)
1867                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1868 }
1869
1870 enum oom_status {
1871         OOM_SUCCESS,
1872         OOM_FAILED,
1873         OOM_ASYNC,
1874         OOM_SKIPPED
1875 };
1876
1877 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1878 {
1879         enum oom_status ret;
1880         bool locked;
1881
1882         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1883                 return OOM_SKIPPED;
1884
1885         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1886
1887         /*
1888          * We are in the middle of the charge context here, so we
1889          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1890          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1891          *
1892          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1893          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1894          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1895          * released.
1896          *
1897          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1898          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1899          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1900          * invoke the oom killer here.
1901          *
1902          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1903          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1904          */
1905         if (memcg->oom_kill_disable) {
1906                 if (!current->in_user_fault)
1907                         return OOM_SKIPPED;
1908                 css_get(&memcg->css);
1909                 current->memcg_in_oom = memcg;
1910                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1911                 current->memcg_oom_order = order;
1912
1913                 return OOM_ASYNC;
1914         }
1915
1916         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1917
1918         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1919
1920         if (locked)
1921                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1922
1923         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1924         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1925                 ret = OOM_SUCCESS;
1926         else
1927                 ret = OOM_FAILED;
1928
1929         if (locked)
1930                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1931
1932         return ret;
1933 }
1934
1935 /**
1936  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1937  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1938  *
1939  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1940  * handler was enabled.
1941  *
1942  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1943  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1944  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1945  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1946  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1947  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1948  *
1949  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1950  * completed, %false otherwise.
1951  */
1952 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1953 {
1954         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1955         struct oom_wait_info owait;
1956         bool locked;
1957
1958         /* OOM is global, do not handle */
1959         if (!memcg)
1960                 return false;
1961
1962         if (!handle)
1963                 goto cleanup;
1964
1965         owait.memcg = memcg;
1966         owait.wait.flags = 0;
1967         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1968         owait.wait.private = current;
1969         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1970
1971         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1972         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1973
1974         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1975
1976         if (locked)
1977                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1978
1979         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1980                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1981                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1982                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1983                                          current->memcg_oom_order);
1984         } else {
1985                 schedule();
1986                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1987                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1988         }
1989
1990         if (locked) {
1991                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1992                 /*
1993                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1994                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1995                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1996                  */
1997                 memcg_oom_recover(memcg);
1998         }
1999 cleanup:
2000         current->memcg_in_oom = NULL;
2001         css_put(&memcg->css);
2002         return true;
2003 }
2004
2005 /**
2006  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2007  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2008  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2009  *
2010  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2011  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2012  *
2013  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2014  */
2015 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2016                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2017 {
2018         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2019         struct mem_cgroup *memcg;
2020
2021         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2022                 return NULL;
2023
2024         if (!oom_domain)
2025                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2026
2027         rcu_read_lock();
2028
2029         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2030         if (memcg == root_mem_cgroup)
2031                 goto out;
2032
2033         /*
2034          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2035          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2036          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2037          */
2038         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2039                 if (memcg->oom_group)
2040                         oom_group = memcg;
2041
2042                 if (memcg == oom_domain)
2043                         break;
2044         }
2045
2046         if (oom_group)
2047                 css_get(&oom_group->css);
2048 out:
2049         rcu_read_unlock();
2050
2051         return oom_group;
2052 }
2053
2054 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         pr_info("Tasks in ");
2057         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2058         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2059 }
2060
2061 /**
2062  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2063  * @page: the page
2064  *
2065  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2066  * another cgroup.
2067  *
2068  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2069  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2070  * when @page might get freed inside the locked section.
2071  */
2072 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *memcg;
2075         unsigned long flags;
2076
2077         /*
2078          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2079          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2080          * because page moving starts with an RCU grace period.
2081          *
2082          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2083          * the page state that is going to change is the only thing
2084          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2085          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2086          * keep off truncation, migration and so forth.
2087          */
2088         rcu_read_lock();
2089
2090         if (mem_cgroup_disabled())
2091                 return NULL;
2092 again:
2093         memcg = page->mem_cgroup;
2094         if (unlikely(!memcg))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2098                 return memcg;
2099
2100         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2101         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2102                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2103                 goto again;
2104         }
2105
2106         /*
2107          * When charge migration first begins, we can have locked and
2108          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2109          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2110          */
2111         memcg->move_lock_task = current;
2112         memcg->move_lock_flags = flags;
2113
2114         return memcg;
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2117
2118 /**
2119  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2120  * @memcg: the memcg
2121  *
2122  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2123  */
2124 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2127                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2128
2129                 memcg->move_lock_task = NULL;
2130                 memcg->move_lock_flags = 0;
2131
2132                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2133         }
2134
2135         rcu_read_unlock();
2136 }
2137
2138 /**
2139  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2140  * @page: the page
2141  */
2142 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2143 {
2144         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2145 }
2146 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2147
2148 struct memcg_stock_pcp {
2149         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2150         unsigned int nr_pages;
2151         struct work_struct work;
2152         unsigned long flags;
2153 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2154 };
2155 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2156 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2157
2158 /**
2159  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2160  * @memcg: memcg to consume from.
2161  * @nr_pages: how many pages to charge.
2162  *
2163  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2164  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2165  * service an allocation will refill the stock.
2166  *
2167  * returns true if successful, false otherwise.
2168  */
2169 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2170 {
2171         struct memcg_stock_pcp *stock;
2172         unsigned long flags;
2173         bool ret = false;
2174
2175         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2176                 return ret;
2177
2178         local_irq_save(flags);
2179
2180         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2181         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2182                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2183                 ret = true;
2184         }
2185
2186         local_irq_restore(flags);
2187
2188         return ret;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2193  */
2194 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2195 {
2196         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2197
2198         if (stock->nr_pages) {
2199                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2200                 if (do_memsw_account())
2201                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2202                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2203                 stock->nr_pages = 0;
2204         }
2205         stock->cached = NULL;
2206 }
2207
2208 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2209 {
2210         struct memcg_stock_pcp *stock;
2211         unsigned long flags;
2212
2213         /*
2214          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2215          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2216          */
2217         local_irq_save(flags);
2218
2219         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2220         drain_stock(stock);
2221         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2222
2223         local_irq_restore(flags);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2228  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2229  */
2230 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2231 {
2232         struct memcg_stock_pcp *stock;
2233         unsigned long flags;
2234
2235         local_irq_save(flags);
2236
2237         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2238         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2239                 drain_stock(stock);
2240                 stock->cached = memcg;
2241         }
2242         stock->nr_pages += nr_pages;
2243
2244         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2245                 drain_stock(stock);
2246
2247         local_irq_restore(flags);
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2252  * of the hierarchy under it.
2253  */
2254 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2255 {
2256         int cpu, curcpu;
2257
2258         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2259         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2260                 return;
2261         /*
2262          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2263          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2264          * as well as workers from this path always operate on the local
2265          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2266          */
2267         curcpu = get_cpu();
2268         for_each_online_cpu(cpu) {
2269                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2270                 struct mem_cgroup *memcg;
2271
2272                 memcg = stock->cached;
2273                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2274                         continue;
2275                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2276                         css_put(&memcg->css);
2277                         continue;
2278                 }
2279                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2280                         if (cpu == curcpu)
2281                                 drain_local_stock(&stock->work);
2282                         else
2283                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2284                 }
2285                 css_put(&memcg->css);
2286         }
2287         put_cpu();
2288         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2289 }
2290
2291 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2292 {
2293         struct memcg_stock_pcp *stock;
2294         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2295
2296         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2297         drain_stock(stock);
2298
2299         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2300                 int i;
2301
2302                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2303                         int nid;
2304                         long x;
2305
2306                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2307                         if (x)
2308                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2309                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2310
2311                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2312                                 continue;
2313
2314                         for_each_node(nid) {
2315                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2316
2317                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2318                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2319                                 if (x)
2320                                         do {
2321                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2322                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2323                         }
2324                 }
2325
2326                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2327                         long x;
2328
2329                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2330                         if (x)
2331                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2332                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2333                 }
2334         }
2335
2336         return 0;
2337 }
2338
2339 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2340                          unsigned int nr_pages,
2341                          gfp_t gfp_mask)
2342 {
2343         do {
2344                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2345                         continue;
2346                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2347                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2348         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2349 }
2350
2351 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354
2355         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2356         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2361  * and reclaims memory over the high limit.
2362  */
2363 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2364 {
2365         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2366         struct mem_cgroup *memcg;
2367
2368         if (likely(!nr_pages))
2369                 return;
2370
2371         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2372         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2373         css_put(&memcg->css);
2374         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2375 }
2376
2377 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2378                       unsigned int nr_pages)
2379 {
2380         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2381         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2382         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2383         struct page_counter *counter;
2384         unsigned long nr_reclaimed;
2385         bool may_swap = true;
2386         bool drained = false;
2387         enum oom_status oom_status;
2388
2389         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2390                 return 0;
2391 retry:
2392         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2393                 return 0;
2394
2395         if (!do_memsw_account() ||
2396             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2397                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2398                         goto done_restock;
2399                 if (do_memsw_account())
2400                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2401                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2402         } else {
2403                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2404                 may_swap = false;
2405         }
2406
2407         if (batch > nr_pages) {
2408                 batch = nr_pages;
2409                 goto retry;
2410         }
2411
2412         /*
2413          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2414          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2415          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2416          * free their memory.
2417          */
2418         if (unlikely(should_force_charge()))
2419                 goto force;
2420
2421         /*
2422          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2423          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2424          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2425          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2426          */
2427         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2428                 goto force;
2429
2430         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2431                 goto nomem;
2432
2433         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2434                 goto nomem;
2435
2436         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2437
2438         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2439                                                     gfp_mask, may_swap);
2440
2441         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2442                 goto retry;
2443
2444         if (!drained) {
2445                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2446                 drained = true;
2447                 goto retry;
2448         }
2449
2450         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2451                 goto nomem;
2452         /*
2453          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2454          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2455          * before killing the task.
2456          *
2457          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2458          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2459          * to regular pages anyway in case of failure.
2460          */
2461         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2462                 goto retry;
2463         /*
2464          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2465          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2466          */
2467         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2468                 goto retry;
2469
2470         if (nr_retries--)
2471                 goto retry;
2472
2473         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2474                 goto nomem;
2475
2476         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2477                 goto force;
2478
2479         if (fatal_signal_pending(current))
2480                 goto force;
2481
2482         /*
2483          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2484          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2485          * couldn't make any progress.
2486          */
2487         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2488                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2489         switch (oom_status) {
2490         case OOM_SUCCESS:
2491                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2492                 goto retry;
2493         case OOM_FAILED:
2494                 goto force;
2495         default:
2496                 goto nomem;
2497         }
2498 nomem:
2499         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2500                 return -ENOMEM;
2501 force:
2502         /*
2503          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2504          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2505          * temporarily by force charging it.
2506          */
2507         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2508         if (do_memsw_account())
2509                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2510         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2511
2512         return 0;
2513
2514 done_restock:
2515         css_get_many(&memcg->css, batch);
2516         if (batch > nr_pages)
2517                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2518
2519         /*
2520          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2521          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2522          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2523          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2524          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2525          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2526          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2527          */
2528         do {
2529                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2530                         /* Don't bother a random interrupted task */
2531                         if (in_interrupt()) {
2532                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2533                                 break;
2534                         }
2535                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2536                         set_notify_resume(current);
2537                         break;
2538                 }
2539         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2540
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2545 {
2546         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2547                 return;
2548
2549         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2550         if (do_memsw_account())
2551                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2552
2553         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2554 }
2555
2556 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2557 {
2558         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2559
2560         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2561         if (PageLRU(page)) {
2562                 struct lruvec *lruvec;
2563
2564                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2565                 ClearPageLRU(page);
2566                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2567                 *isolated = 1;
2568         } else
2569                 *isolated = 0;
2570 }
2571
2572 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2573 {
2574         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2575
2576         if (isolated) {
2577                 struct lruvec *lruvec;
2578
2579                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2580                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2581                 SetPageLRU(page);
2582                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2583         }
2584         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2585 }
2586
2587 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2588                           bool lrucare)
2589 {
2590         int isolated;
2591
2592         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2593
2594         /*
2595          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2596          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2597          */
2598         if (lrucare)
2599                 lock_page_lru(page, &isolated);
2600
2601         /*
2602          * Nobody should be changing or seriously looking at
2603          * page->mem_cgroup at this point:
2604          *
2605          * - the page is uncharged
2606          *
2607          * - the page is off-LRU
2608          *
2609          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2610          *   a locked page table
2611          *
2612          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2613          *   have the page locked
2614          */
2615         page->mem_cgroup = memcg;
2616
2617         if (lrucare)
2618                 unlock_page_lru(page, isolated);
2619 }
2620
2621 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2622 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2623 {
2624         int id, size;
2625         int err;
2626
2627         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2628                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2629         if (id < 0)
2630                 return id;
2631
2632         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2633                 return id;
2634
2635         /*
2636          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2637          * so we have to grow them.
2638          */
2639         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2640
2641         size = 2 * (id + 1);
2642         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2643                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2644         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2645                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2646
2647         err = memcg_update_all_caches(size);
2648         if (!err)
2649                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2650         if (!err)
2651                 memcg_nr_cache_ids = size;
2652
2653         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2654
2655         if (err) {
2656                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2657                 return err;
2658         }
2659         return id;
2660 }
2661
2662 static void memcg_free_cache_id(int id)
2663 {
2664         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2665 }
2666
2667 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2668         struct mem_cgroup *memcg;
2669         struct kmem_cache *cachep;
2670         struct work_struct work;
2671 };
2672
2673 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2674 {
2675         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2676                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2677         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2678         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2679
2680         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2681
2682         css_put(&memcg->css);
2683         kfree(cw);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2688  */
2689 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2690                                                struct kmem_cache *cachep)
2691 {
2692         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2693
2694         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2695                 return;
2696
2697         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2698         if (!cw)
2699                 return;
2700
2701         cw->memcg = memcg;
2702         cw->cachep = cachep;
2703         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2704
2705         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2706 }
2707
2708 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2709 {
2710         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2711                 return true;
2712         return false;
2713 }
2714
2715 /**
2716  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2717  * @cachep: the original global kmem cache
2718  *
2719  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2720  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2721  *
2722  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2723  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2724  * go through with the original cache.
2725  *
2726  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2727  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2728  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2729  * reference.
2730  */
2731 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2732 {
2733         struct mem_cgroup *memcg;
2734         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2735         struct memcg_cache_array *arr;
2736         int kmemcg_id;
2737
2738         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2739
2740         if (memcg_kmem_bypass())
2741                 return cachep;
2742
2743         rcu_read_lock();
2744
2745         if (unlikely(current->active_memcg))
2746                 memcg = current->active_memcg;
2747         else
2748                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2749
2750         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2751                 goto out_unlock;
2752
2753         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2754         if (kmemcg_id < 0)
2755                 goto out_unlock;
2756
2757         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2758
2759         /*
2760          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2761          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2762          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2763          */
2764         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2765
2766         /*
2767          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2768          * context), we could be be predictable and return right away.
2769          * This would guarantee that the allocation being performed
2770          * already belongs in the new cache.
2771          *
2772          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2773          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2774          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2775          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2776          * defer everything.
2777          *
2778          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2779          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2780          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2781          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2782          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2783          * creation of a new kmem_cache.
2784          */
2785         if (unlikely(!memcg_cachep))
2786                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2787         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2788                 cachep = memcg_cachep;
2789 out_unlock:
2790         rcu_read_unlock();
2791         return cachep;
2792 }
2793
2794 /**
2795  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2796  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2797  */
2798 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2799 {
2800         if (!is_root_cache(cachep))
2801                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2802 }
2803
2804 /**
2805  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2806  * @page: page to charge
2807  * @gfp: reclaim mode
2808  * @order: allocation order
2809  * @memcg: memory cgroup to charge
2810  *
2811  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2812  */
2813 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2814                             struct mem_cgroup *memcg)
2815 {
2816         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2817         struct page_counter *counter;
2818         int ret;
2819
2820         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2821         if (ret)
2822                 return ret;
2823
2824         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2825             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2826                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2827                 return -ENOMEM;
2828         }
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 /**
2833  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2834  * @page: page to charge
2835  * @gfp: reclaim mode
2836  * @order: allocation order
2837  *
2838  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2839  */
2840 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2841 {
2842         struct mem_cgroup *memcg;
2843         int ret = 0;
2844
2845         if (memcg_kmem_bypass())
2846                 return 0;
2847
2848         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2849         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2850                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2851                 if (!ret) {
2852                         page->mem_cgroup = memcg;
2853                         __SetPageKmemcg(page);
2854                 }
2855         }
2856         css_put(&memcg->css);
2857         return ret;
2858 }
2859
2860 /**
2861  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2862  * @memcg: memcg to uncharge
2863  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2864  */
2865 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2866                                  unsigned int nr_pages)
2867 {
2868         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2869                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2870
2871         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2872         if (do_memsw_account())
2873                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2874 }
2875 /**
2876  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2877  * @page: page to uncharge
2878  * @order: allocation order
2879  */
2880 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2881 {
2882         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2883         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2884
2885         if (!memcg)
2886                 return;
2887
2888         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2889         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2890         page->mem_cgroup = NULL;
2891
2892         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2893         if (PageKmemcg(page))
2894                 __ClearPageKmemcg(page);
2895
2896         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2897 }
2898 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2899
2900 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2901
2902 /*
2903  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2904  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2905  */
2906 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2907 {
2908         int i;
2909
2910         if (mem_cgroup_disabled())
2911                 return;
2912
2913         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2914                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2915
2916         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2917 }
2918 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2919
2920 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2921 /**
2922  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2923  * @entry: swap entry to be moved
2924  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2925  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2926  *
2927  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2928  * as the mem_cgroup's id of @from.
2929  *
2930  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2931  *
2932  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2933  * both res and memsw, and called css_get().
2934  */
2935 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2936                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2937 {
2938         unsigned short old_id, new_id;
2939
2940         old_id = mem_cgroup_id(from);
2941         new_id = mem_cgroup_id(to);
2942
2943         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2944                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2945                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2946                 return 0;
2947         }
2948         return -EINVAL;
2949 }
2950 #else
2951 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2952                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2953 {
2954         return -EINVAL;
2955 }
2956 #endif
2957
2958 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2959
2960 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2961                                  unsigned long max, bool memsw)
2962 {
2963         bool enlarge = false;
2964         bool drained = false;
2965         int ret;
2966         bool limits_invariant;
2967         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2968
2969         do {
2970                 if (signal_pending(current)) {
2971                         ret = -EINTR;
2972                         break;
2973                 }
2974
2975                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2976                 /*
2977                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2978                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2979                  */
2980                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2981                                            max <= memcg->memsw.max;
2982                 if (!limits_invariant) {
2983                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2984                         ret = -EINVAL;
2985                         break;
2986                 }
2987                 if (max > counter->max)
2988                         enlarge = true;
2989                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2990                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2991
2992                 if (!ret)
2993                         break;
2994
2995                 if (!drained) {
2996                         drain_all_stock(memcg);
2997                         drained = true;
2998                         continue;
2999                 }
3000
3001                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3002                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3003                         ret = -EBUSY;
3004                         break;
3005                 }
3006         } while (true);
3007
3008         if (!ret && enlarge)
3009                 memcg_oom_recover(memcg);
3010
3011         return ret;
3012 }
3013
3014 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3015                                             gfp_t gfp_mask,
3016                                             unsigned long *total_scanned)
3017 {
3018         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3019         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3020         unsigned long reclaimed;
3021         int loop = 0;
3022         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3023         unsigned long excess;
3024         unsigned long nr_scanned;
3025
3026         if (order > 0)
3027                 return 0;
3028
3029         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3030
3031         /*
3032          * Do not even bother to check the largest node if the root
3033          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3034          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3035          */
3036         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3037                 return 0;
3038
3039         /*
3040          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3041          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3042          * pressure
3043          */
3044         do {
3045                 if (next_mz)
3046                         mz = next_mz;
3047                 else
3048                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3049                 if (!mz)
3050                         break;
3051
3052                 nr_scanned = 0;
3053                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3054                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3055                 nr_reclaimed += reclaimed;
3056                 *total_scanned += nr_scanned;
3057                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3058                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3059
3060                 /*
3061                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3062                  * it is time to move on to the next cgroup
3063                  */
3064                 next_mz = NULL;
3065                 if (!reclaimed)
3066                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3067
3068                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3069                 /*
3070                  * One school of thought says that we should not add
3071                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3072                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3073                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3074                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3075                  * term TODO.
3076                  */
3077                 /* If excess == 0, no tree ops */
3078                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3079                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3080                 css_put(&mz->memcg->css);
3081                 loop++;
3082                 /*
3083                  * Could not reclaim anything and there are no more
3084                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3085                  * reclaiming anything.
3086                  */
3087                 if (!nr_reclaimed &&
3088                         (next_mz == NULL ||
3089                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3090                         break;
3091         } while (!nr_reclaimed);
3092         if (next_mz)
3093                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3094         return nr_reclaimed;
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3099  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3100  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3101  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3102  */
3103 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         bool ret;
3106
3107         rcu_read_lock();
3108         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3109         rcu_read_unlock();
3110         return ret;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3115  *
3116  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3117  */
3118 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3119 {
3120         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3121
3122         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3123         lru_add_drain_all();
3124
3125         drain_all_stock(memcg);
3126
3127         /* try to free all pages in this cgroup */
3128         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3129                 int progress;
3130
3131                 if (signal_pending(current))
3132                         return -EINTR;
3133
3134                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3135                                                         GFP_KERNEL, true);
3136                 if (!progress) {
3137                         nr_retries--;
3138                         /* maybe some writeback is necessary */
3139                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3140                 }
3141
3142         }
3143
3144         return 0;
3145 }
3146
3147 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3148                                             char *buf, size_t nbytes,
3149                                             loff_t off)
3150 {
3151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3152
3153         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3154                 return -EINVAL;
3155         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3156 }
3157
3158 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3159                                      struct cftype *cft)
3160 {
3161         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3162 }
3163
3164 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3165                                       struct cftype *cft, u64 val)
3166 {
3167         int retval = 0;
3168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3169         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3170
3171         if (memcg->use_hierarchy == val)
3172                 return 0;
3173
3174         /*
3175          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3176          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3177          * occur, provided the current cgroup has no children.
3178          *
3179          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3180          * set if there are no children.
3181          */
3182         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3183                                 (val == 1 || val == 0)) {
3184                 if (!memcg_has_children(memcg))
3185                         memcg->use_hierarchy = val;
3186                 else
3187                         retval = -EBUSY;
3188         } else
3189                 retval = -EINVAL;
3190
3191         return retval;
3192 }
3193
3194 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3195 {
3196         unsigned long val;
3197
3198         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3199                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3200                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3201                 if (swap)
3202                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3203         } else {
3204                 if (!swap)
3205                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3206                 else
3207                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3208         }
3209         return val;
3210 }
3211
3212 enum {
3213         RES_USAGE,
3214         RES_LIMIT,
3215         RES_MAX_USAGE,
3216         RES_FAILCNT,
3217         RES_SOFT_LIMIT,
3218 };
3219
3220 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3221                                struct cftype *cft)
3222 {
3223         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3224         struct page_counter *counter;
3225
3226         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3227         case _MEM:
3228                 counter = &memcg->memory;
3229                 break;
3230         case _MEMSWAP:
3231                 counter = &memcg->memsw;
3232                 break;
3233         case _KMEM:
3234                 counter = &memcg->kmem;
3235                 break;
3236         case _TCP:
3237                 counter = &memcg->tcpmem;
3238                 break;
3239         default:
3240                 BUG();
3241         }
3242
3243         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3244         case RES_USAGE:
3245                 if (counter == &memcg->memory)
3246                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3247                 if (counter == &memcg->memsw)
3248                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3249                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3250         case RES_LIMIT:
3251                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3252         case RES_MAX_USAGE:
3253                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3254         case RES_FAILCNT:
3255                 return counter->failcnt;
3256         case RES_SOFT_LIMIT:
3257                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3258         default:
3259                 BUG();
3260         }
3261 }
3262
3263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3264 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3265 {
3266         int memcg_id;
3267
3268         if (cgroup_memory_nokmem)
3269                 return 0;
3270
3271         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3272         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3273
3274         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3275         if (memcg_id < 0)
3276                 return memcg_id;
3277
3278         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3279         /*
3280          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3281          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3282          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3283          * patched.
3284          */
3285         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3286         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3287         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3288
3289         return 0;
3290 }
3291
3292 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3293 {
3294         struct cgroup_subsys_state *css;
3295         struct mem_cgroup *parent, *child;
3296         int kmemcg_id;
3297
3298         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3299                 return;
3300         /*
3301          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3302          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3303          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3304          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3305          */
3306         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3307
3308         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3309         if (!parent)
3310                 parent = root_mem_cgroup;
3311
3312         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3313
3314         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3315         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3316
3317         /*
3318          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3319          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3320          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3321          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3322          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3323          * memcg_drain_all_list_lrus().
3324          */
3325         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3326         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3327                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3328                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3329                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3330                 if (!memcg->use_hierarchy)
3331                         break;
3332         }
3333         rcu_read_unlock();
3334
3335         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3336
3337         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3338 }
3339
3340 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3341 {
3342         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3343         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3344                 memcg_offline_kmem(memcg);
3345
3346         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3347                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3348                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3349         }
3350 }
3351 #else
3352 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3353 {
3354         return 0;
3355 }
3356 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3357 {
3358 }
3359 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3360 {
3361 }
3362 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3363
3364 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                  unsigned long max)
3366 {
3367         int ret;
3368
3369         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3370         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3371         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3376 {
3377         int ret;
3378
3379         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3380
3381         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3382         if (ret)
3383                 goto out;
3384
3385         if (!memcg->tcpmem_active) {
3386                 /*
3387                  * The active flag needs to be written after the static_key
3388                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3389                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3390                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3391                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3392                  *
3393                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3394                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3395                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3396                  * yet, we'll lose accounting.
3397                  *
3398                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3399                  * because when this value change, the code to process it is not
3400                  * patched in yet.
3401                  */
3402                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3403                 memcg->tcpmem_active = true;
3404         }
3405 out:
3406         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3407         return ret;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * The user of this function is...
3412  * RES_LIMIT.
3413  */
3414 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3415                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3416 {
3417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3418         unsigned long nr_pages;
3419         int ret;
3420
3421         buf = strstrip(buf);
3422         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3423         if (ret)
3424                 return ret;
3425
3426         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3427         case RES_LIMIT:
3428                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3429                         ret = -EINVAL;
3430                         break;
3431                 }
3432                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3433                 case _MEM:
3434                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3435                         break;
3436                 case _MEMSWAP:
3437                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3438                         break;
3439                 case _KMEM:
3440                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3441                         break;
3442                 case _TCP:
3443                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3444                         break;
3445                 }
3446                 break;
3447         case RES_SOFT_LIMIT:
3448                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3449                 ret = 0;
3450                 break;
3451         }
3452         return ret ?: nbytes;
3453 }
3454
3455 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3456                                 size_t nbytes, loff_t off)
3457 {
3458         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3459         struct page_counter *counter;
3460
3461         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3462         case _MEM:
3463                 counter = &memcg->memory;
3464                 break;
3465         case _MEMSWAP:
3466                 counter = &memcg->memsw;
3467                 break;
3468         case _KMEM:
3469                 counter = &memcg->kmem;
3470                 break;
3471         case _TCP:
3472                 counter = &memcg->tcpmem;
3473                 break;
3474         default:
3475                 BUG();
3476         }
3477
3478         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3479         case RES_MAX_USAGE:
3480                 page_counter_reset_watermark(counter);
3481                 break;
3482         case RES_FAILCNT:
3483                 counter->failcnt = 0;
3484                 break;
3485         default:
3486                 BUG();
3487         }
3488
3489         return nbytes;
3490 }
3491
3492 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3493                                         struct cftype *cft)
3494 {
3495         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3496 }
3497
3498 #ifdef CONFIG_MMU
3499 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3500                                         struct cftype *cft, u64 val)
3501 {
3502         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3503
3504         if (val & ~MOVE_MASK)
3505                 return -EINVAL;
3506
3507         /*
3508          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3509          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3510          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3511          * affect task migrations starting after the change.
3512          */
3513         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3514         return 0;
3515 }
3516 #else
3517 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3518                                         struct cftype *cft, u64 val)
3519 {
3520         return -ENOSYS;
3521 }
3522 #endif
3523
3524 #ifdef CONFIG_NUMA
3525
3526 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3527 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3528 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3529
3530 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3531                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3532 {
3533         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3534         unsigned long nr = 0;
3535         enum lru_list lru;
3536
3537         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3538
3539         for_each_lru(lru) {
3540                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3541                         continue;
3542                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3543         }
3544         return nr;
3545 }
3546
3547 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3548                                              unsigned int lru_mask)
3549 {
3550         unsigned long nr = 0;
3551         enum lru_list lru;
3552
3553         for_each_lru(lru) {
3554                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3555                         continue;
3556                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3557         }
3558         return nr;
3559 }
3560
3561 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3562 {
3563         struct numa_stat {
3564                 const char *name;
3565                 unsigned int lru_mask;
3566         };
3567
3568         static const struct numa_stat stats[] = {
3569                 { "total", LRU_ALL },
3570                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3571                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3572                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3573         };
3574         const struct numa_stat *stat;
3575         int nid;
3576         unsigned long nr;
3577         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3578
3579         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3580                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3581                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3582                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3583                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3584                                                           stat->lru_mask);
3585                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3586                 }
3587                 seq_putc(m, '\n');
3588         }
3589
3590         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3591                 struct mem_cgroup *iter;
3592
3593                 nr = 0;
3594                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3595                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3596                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3597                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3598                         nr = 0;
3599                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3600                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(