zsmalloc: introduce obj_allocated
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
455                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
456                                          unsigned long new_usage_in_excess)
457 {
458         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
459         struct rb_node *parent = NULL;
460         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
461         bool rightmost = true;
462
463         if (mz->on_tree)
464                 return;
465
466         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
467         if (!mz->usage_in_excess)
468                 return;
469         while (*p) {
470                 parent = *p;
471                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
472                                         tree_node);
473                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
474                         p = &(*p)->rb_left;
475                         rightmost = false;
476                 } else {
477                         p = &(*p)->rb_right;
478                 }
479         }
480
481         if (rightmost)
482                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
483
484         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
485         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
486         mz->on_tree = true;
487 }
488
489 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
490                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
491 {
492         if (!mz->on_tree)
493                 return;
494
495         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
496                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
497
498         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
499         mz->on_tree = false;
500 }
501
502 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
503                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
504 {
505         unsigned long flags;
506
507         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
508         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
509         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
510 }
511
512 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
513 {
514         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
515         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
516         unsigned long excess = 0;
517
518         if (nr_pages > soft_limit)
519                 excess = nr_pages - soft_limit;
520
521         return excess;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
525 {
526         unsigned long excess;
527         struct mem_cgroup_per_node *mz;
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529
530         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
531         if (!mctz)
532                 return;
533         /*
534          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
535          * because their event counter is not touched.
536          */
537         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
538                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
539                 excess = soft_limit_excess(memcg);
540                 /*
541                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
542                  * mem is over its softlimit.
543                  */
544                 if (excess || mz->on_tree) {
545                         unsigned long flags;
546
547                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
548                         /* if on-tree, remove it */
549                         if (mz->on_tree)
550                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
551                         /*
552                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
553                          * If excess is 0, no tree ops.
554                          */
555                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
556                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
557                 }
558         }
559 }
560
561 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
564         struct mem_cgroup_per_node *mz;
565         int nid;
566
567         for_each_node(nid) {
568                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
569                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
570                 if (mctz)
571                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572         }
573 }
574
575 static struct mem_cgroup_per_node *
576 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
577 {
578         struct mem_cgroup_per_node *mz;
579
580 retry:
581         mz = NULL;
582         if (!mctz->rb_rightmost)
583                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
584
585         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
586                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
587         /*
588          * Remove the node now but someone else can add it back,
589          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
590          * position in the tree.
591          */
592         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
594             !css_tryget(&mz->memcg->css))
595                 goto retry;
596 done:
597         return mz;
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_node *
601 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
602 {
603         struct mem_cgroup_per_node *mz;
604
605         spin_lock_irq(&mctz->lock);
606         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
607         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
608         return mz;
609 }
610
611 /*
612  * memcg and lruvec stats flushing
613  *
614  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
615  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
616  * flushing the kernel does:
617  *
618  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
619  *    rstat update tree grow unbounded.
620  *
621  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
622  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
623  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
624  *    only for 2 seconds due to (1).
625  */
626 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
627 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
628 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
629 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
630 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
631
632 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
633 {
634         unsigned int x;
635
636         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
637
638         x = __this_cpu_add_return(stats_updates, abs(val));
639         if (x > MEMCG_CHARGE_BATCH) {
640                 atomic_add(x / MEMCG_CHARGE_BATCH, &stats_flush_threshold);
641                 __this_cpu_write(stats_updates, 0);
642         }
643 }
644
645 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
646 {
647         unsigned long flag;
648
649         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
650                 return;
651
652         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
653         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
654         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
655 }
656
657 void mem_cgroup_flush_stats(void)
658 {
659         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
660                 __mem_cgroup_flush_stats();
661 }
662
663 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
664 {
665         __mem_cgroup_flush_stats();
666         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
667 }
668
669 /**
670  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
671  * @memcg: the memory cgroup
672  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
673  * @val: delta to add to the counter, can be negative
674  */
675 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
676 {
677         if (mem_cgroup_disabled())
678                 return;
679
680         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
681         memcg_rstat_updated(memcg, val);
682 }
683
684 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
685 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
686 {
687         long x = 0;
688         int cpu;
689
690         for_each_possible_cpu(cpu)
691                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
692 #ifdef CONFIG_SMP
693         if (x < 0)
694                 x = 0;
695 #endif
696         return x;
697 }
698
699 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
700                               int val)
701 {
702         struct mem_cgroup_per_node *pn;
703         struct mem_cgroup *memcg;
704
705         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
706         memcg = pn->memcg;
707
708         /* Update memcg */
709         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
710
711         /* Update lruvec */
712         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
713
714         memcg_rstat_updated(memcg, val);
715 }
716
717 /**
718  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
719  * @lruvec: the lruvec
720  * @idx: the stat item
721  * @val: delta to add to the counter, can be negative
722  *
723  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
724  * function updates the all three counters that are affected by a
725  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
726  */
727 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
728                         int val)
729 {
730         /* Update node */
731         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
732
733         /* Update memcg and lruvec */
734         if (!mem_cgroup_disabled())
735                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
736 }
737
738 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
739                              int val)
740 {
741         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
742         struct mem_cgroup *memcg;
743         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
744         struct lruvec *lruvec;
745
746         rcu_read_lock();
747         memcg = page_memcg(head);
748         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
749         if (!memcg) {
750                 rcu_read_unlock();
751                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
752                 return;
753         }
754
755         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
756         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
757         rcu_read_unlock();
758 }
759 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
760
761 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
762 {
763         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
764         struct mem_cgroup *memcg;
765         struct lruvec *lruvec;
766
767         rcu_read_lock();
768         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
769
770         /*
771          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
772          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
773          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
774          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
775          */
776         if (!memcg) {
777                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
778         } else {
779                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
780                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
781         }
782         rcu_read_unlock();
783 }
784
785 /**
786  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
787  * @memcg: the memory cgroup
788  * @idx: the event item
789  * @count: the number of events that occurred
790  */
791 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
792                           unsigned long count)
793 {
794         if (mem_cgroup_disabled())
795                 return;
796
797         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
798         memcg_rstat_updated(memcg, count);
799 }
800
801 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
802 {
803         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
804 }
805
806 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
807 {
808         long x = 0;
809         int cpu;
810
811         for_each_possible_cpu(cpu)
812                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
813         return x;
814 }
815
816 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
817                                          int nr_pages)
818 {
819         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
820         if (nr_pages > 0)
821                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
822         else {
823                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
824                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
825         }
826
827         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
828 }
829
830 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
831                                        enum mem_cgroup_events_target target)
832 {
833         unsigned long val, next;
834
835         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
836         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
837         /* from time_after() in jiffies.h */
838         if ((long)(next - val) < 0) {
839                 switch (target) {
840                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
841                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
842                         break;
843                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
844                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
845                         break;
846                 default:
847                         break;
848                 }
849                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
850                 return true;
851         }
852         return false;
853 }
854
855 /*
856  * Check events in order.
857  *
858  */
859 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
860 {
861         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
862         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
863                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
864                 bool do_softlimit;
865
866                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
867                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
868                 mem_cgroup_threshold(memcg);
869                 if (unlikely(do_softlimit))
870                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
871         }
872 }
873
874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
875 {
876         /*
877          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
878          * if it races with swapoff, page migration, etc.
879          * So this can be called with p == NULL.
880          */
881         if (unlikely(!p))
882                 return NULL;
883
884         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
885 }
886 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
887
888 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
889 {
890         if (!in_task())
891                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
892         else
893                 return current->active_memcg;
894 }
895
896 /**
897  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
898  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
899  *
900  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
901  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
902  * 1) The active memcg, if set.
903  * 2) current->mm->memcg, if available
904  * 3) root memcg
905  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
906  */
907 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
908 {
909         struct mem_cgroup *memcg;
910
911         if (mem_cgroup_disabled())
912                 return NULL;
913
914         /*
915          * Page cache insertions can happen without an
916          * actual mm context, e.g. during disk probing
917          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
918          *
919          * No need to css_get on root memcg as the reference
920          * counting is disabled on the root level in the
921          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
922          */
923         if (unlikely(!mm)) {
924                 memcg = active_memcg();
925                 if (unlikely(memcg)) {
926                         /* remote memcg must hold a ref */
927                         css_get(&memcg->css);
928                         return memcg;
929                 }
930                 mm = current->mm;
931                 if (unlikely(!mm))
932                         return root_mem_cgroup;
933         }
934
935         rcu_read_lock();
936         do {
937                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
938                 if (unlikely(!memcg))
939                         memcg = root_mem_cgroup;
940         } while (!css_tryget(&memcg->css));
941         rcu_read_unlock();
942         return memcg;
943 }
944 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
945
946 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
947 {
948         /* Allow remote memcg charging from any context. */
949         if (unlikely(active_memcg()))
950                 return false;
951
952         /* Memcg to charge can't be determined. */
953         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
954                 return true;
955
956         return false;
957 }
958
959 /**
960  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
961  * @root: hierarchy root
962  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
963  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
964  *
965  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
966  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
967  *
968  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
969  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
970  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
971  *
972  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
973  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
974  * same node.
975  */
976 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
977                                    struct mem_cgroup *prev,
978                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
979 {
980         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
981         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
982         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
983         struct mem_cgroup *pos = NULL;
984
985         if (mem_cgroup_disabled())
986                 return NULL;
987
988         if (!root)
989                 root = root_mem_cgroup;
990
991         if (prev && !reclaim)
992                 pos = prev;
993
994         rcu_read_lock();
995
996         if (reclaim) {
997                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
998
999                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1000                 iter = &mz->iter;
1001
1002                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1003                         goto out_unlock;
1004
1005                 while (1) {
1006                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1007                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1008                                 break;
1009                         /*
1010                          * css reference reached zero, so iter->position will
1011                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1012                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1013                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1014                          * might block it. So we clear iter->position right
1015                          * away.
1016                          */
1017                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1018                 }
1019         }
1020
1021         if (pos)
1022                 css = &pos->css;
1023
1024         for (;;) {
1025                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1026                 if (!css) {
1027                         /*
1028                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1029                          * new one might jump in right at the end of
1030                          * the hierarchy - make sure they see at least
1031                          * one group and restart from the beginning.
1032                          */
1033                         if (!prev)
1034                                 continue;
1035                         break;
1036                 }
1037
1038                 /*
1039                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1040                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1041                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1042                  */
1043                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1044
1045                 if (css == &root->css)
1046                         break;
1047
1048                 if (css_tryget(css))
1049                         break;
1050
1051                 memcg = NULL;
1052         }
1053
1054         if (reclaim) {
1055                 /*
1056                  * The position could have already been updated by a competing
1057                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1058                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1059                  */
1060                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1061
1062                 if (pos)
1063                         css_put(&pos->css);
1064
1065                 if (!memcg)
1066                         iter->generation++;
1067                 else if (!prev)
1068                         reclaim->generation = iter->generation;
1069         }
1070
1071 out_unlock:
1072         rcu_read_unlock();
1073         if (prev && prev != root)
1074                 css_put(&prev->css);
1075
1076         return memcg;
1077 }
1078
1079 /**
1080  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1081  * @root: hierarchy root
1082  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1083  */
1084 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1085                            struct mem_cgroup *prev)
1086 {
1087         if (!root)
1088                 root = root_mem_cgroup;
1089         if (prev && prev != root)
1090                 css_put(&prev->css);
1091 }
1092
1093 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1094                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1095 {
1096         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1097         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1098         int nid;
1099
1100         for_each_node(nid) {
1101                 mz = from->nodeinfo[nid];
1102                 iter = &mz->iter;
1103                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1104         }
1105 }
1106
1107 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1108 {
1109         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1110         struct mem_cgroup *last;
1111
1112         do {
1113                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1114                 last = memcg;
1115         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1116
1117         /*
1118          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1119          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1120          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1121          * dead_memcg from cgroup root separately.
1122          */
1123         if (last != root_mem_cgroup)
1124                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1125                                                 dead_memcg);
1126 }
1127
1128 /**
1129  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1130  * @memcg: hierarchy root
1131  * @fn: function to call for each task
1132  * @arg: argument passed to @fn
1133  *
1134  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1135  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1136  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1137  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1138  *
1139  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1140  */
1141 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1142                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *iter;
1145         int ret = 0;
1146
1147         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1148
1149         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1150                 struct css_task_iter it;
1151                 struct task_struct *task;
1152
1153                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1154                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1155                         ret = fn(task, arg);
1156                 css_task_iter_end(&it);
1157                 if (ret) {
1158                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1159                         break;
1160                 }
1161         }
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1166 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1167 {
1168         struct mem_cgroup *memcg;
1169
1170         if (mem_cgroup_disabled())
1171                 return;
1172
1173         memcg = folio_memcg(folio);
1174
1175         if (!memcg)
1176                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, folio);
1177         else
1178                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1179 }
1180 #endif
1181
1182 /**
1183  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1184  * @folio: Pointer to the folio.
1185  *
1186  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1187  * - folio locked
1188  * - folio_test_lru false
1189  * - folio_memcg_lock()
1190  * - folio frozen (refcount of 0)
1191  *
1192  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1193  */
1194 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1195 {
1196         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1197
1198         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1199         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1200
1201         return lruvec;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1206  * @folio: Pointer to the folio.
1207  *
1208  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1209  * - folio locked
1210  * - folio_test_lru false
1211  * - folio_memcg_lock()
1212  * - folio frozen (refcount of 0)
1213  *
1214  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1215  * disabled.
1216  */
1217 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1218 {
1219         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1220
1221         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1222         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1223
1224         return lruvec;
1225 }
1226
1227 /**
1228  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1229  * @folio: Pointer to the folio.
1230  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1231  *
1232  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1233  * - folio locked
1234  * - folio_test_lru false
1235  * - folio_memcg_lock()
1236  * - folio frozen (refcount of 0)
1237  *
1238  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1239  * disabled.
1240  */
1241 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1242                 unsigned long *flags)
1243 {
1244         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1245
1246         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1247         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1248
1249         return lruvec;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1254  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1255  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1256  * @zid: zone id of the accounted pages
1257  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1258  *
1259  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1260  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1261  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1262  */
1263 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1264                                 int zid, int nr_pages)
1265 {
1266         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1267         unsigned long *lru_size;
1268         long size;
1269
1270         if (mem_cgroup_disabled())
1271                 return;
1272
1273         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1274         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1275
1276         if (nr_pages < 0)
1277                 *lru_size += nr_pages;
1278
1279         size = *lru_size;
1280         if (WARN_ONCE(size < 0,
1281                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1282                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1283                 VM_BUG_ON(1);
1284                 *lru_size = 0;
1285         }
1286
1287         if (nr_pages > 0)
1288                 *lru_size += nr_pages;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1293  * @memcg: the memory cgroup
1294  *
1295  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1296  * pages.
1297  */
1298 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1299 {
1300         unsigned long margin = 0;
1301         unsigned long count;
1302         unsigned long limit;
1303
1304         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1305         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1306         if (count < limit)
1307                 margin = limit - count;
1308
1309         if (do_memsw_account()) {
1310                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1311                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1312                 if (count < limit)
1313                         margin = min(margin, limit - count);
1314                 else
1315                         margin = 0;
1316         }
1317
1318         return margin;
1319 }
1320
1321 /*
1322  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1323  *
1324  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1325  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1326  * caused by "move".
1327  */
1328 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         struct mem_cgroup *from;
1331         struct mem_cgroup *to;
1332         bool ret = false;
1333         /*
1334          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1335          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1336          */
1337         spin_lock(&mc.lock);
1338         from = mc.from;
1339         to = mc.to;
1340         if (!from)
1341                 goto unlock;
1342
1343         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1344                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1345 unlock:
1346         spin_unlock(&mc.lock);
1347         return ret;
1348 }
1349
1350 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1351 {
1352         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1353                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1354                         DEFINE_WAIT(wait);
1355                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1356                         /* moving charge context might have finished. */
1357                         if (mc.moving_task)
1358                                 schedule();
1359                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1360                         return true;
1361                 }
1362         }
1363         return false;
1364 }
1365
1366 struct memory_stat {
1367         const char *name;
1368         unsigned int idx;
1369 };
1370
1371 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1372         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1373         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1374         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1375         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1376         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1377         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1378         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1379         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1380         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1381         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1382         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1383 #ifdef CONFIG_SWAP
1384         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1385 #endif
1386 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1387         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1388         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1389         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1390 #endif
1391         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1392         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1393         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1394         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1395         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1396         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1397         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1398
1399         /* The memory events */
1400         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1401         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1402         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1403         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1404         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1405         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1406         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1407 };
1408
1409 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1410 static int memcg_page_state_unit(int item)
1411 {
1412         switch (item) {
1413         case MEMCG_PERCPU_B:
1414         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1415         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1416         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1417         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1418         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1419         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1420         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1421         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1422         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1423                 return 1;
1424         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1425                 return SZ_1K;
1426         default:
1427                 return PAGE_SIZE;
1428         }
1429 }
1430
1431 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1432                                                     int item)
1433 {
1434         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1435 }
1436
1437 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1438 {
1439         struct seq_buf s;
1440         int i;
1441
1442         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1443         if (!s.buffer)
1444                 return NULL;
1445
1446         /*
1447          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1448          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1449          *
1450          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1451          * 1) generic big picture -> specifics and details
1452          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1453          *
1454          * Current memory state:
1455          */
1456         mem_cgroup_flush_stats();
1457
1458         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1459                 u64 size;
1460
1461                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1462                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1463
1464                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1465                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1466                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1467                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1468                 }
1469         }
1470
1471         /* Accumulated memory events */
1472
1473         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1474                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1475         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1476                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1477         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1478                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1479         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1480                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1481                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1482         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1483                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1484                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1485         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1486                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1487         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1488                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1489         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1490                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1491         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1492                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1493
1494 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1495         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1496                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1497         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1498                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1499 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1500
1501         /* The above should easily fit into one page */
1502         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1503
1504         return s.buffer;
1505 }
1506
1507 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1508 /**
1509  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1510  * memory controller.
1511  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1512  * @p: Task that is going to be killed
1513  *
1514  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1515  * enabled
1516  */
1517 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1518 {
1519         rcu_read_lock();
1520
1521         if (memcg) {
1522                 pr_cont(",oom_memcg=");
1523                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1524         } else
1525                 pr_cont(",global_oom");
1526         if (p) {
1527                 pr_cont(",task_memcg=");
1528                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1529         }
1530         rcu_read_unlock();
1531 }
1532
1533 /**
1534  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1535  * memory controller.
1536  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1537  */
1538 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1539 {
1540         char *buf;
1541
1542         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1543                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1544                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1545         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1546                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1547                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1548                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1549         else {
1550                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1551                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1552                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1553                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1554                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1555                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1556         }
1557
1558         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1559         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1560         pr_cont(":");
1561         buf = memory_stat_format(memcg);
1562         if (!buf)
1563                 return;
1564         pr_info("%s", buf);
1565         kfree(buf);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1570  */
1571 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1572 {
1573         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1574
1575         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1576                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1577                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1578                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1579         } else { /* v1 */
1580                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1581                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1582                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1583
1584                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1585                 }
1586         }
1587         return max;
1588 }
1589
1590 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1591 {
1592         return page_counter_read(&memcg->memory);
1593 }
1594
1595 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1596                                      int order)
1597 {
1598         struct oom_control oc = {
1599                 .zonelist = NULL,
1600                 .nodemask = NULL,
1601                 .memcg = memcg,
1602                 .gfp_mask = gfp_mask,
1603                 .order = order,
1604         };
1605         bool ret = true;
1606
1607         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1608                 return true;
1609
1610         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1611                 goto unlock;
1612
1613         /*
1614          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1615          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1616          */
1617         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1618
1619 unlock:
1620         mutex_unlock(&oom_lock);
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1625                                    pg_data_t *pgdat,
1626                                    gfp_t gfp_mask,
1627                                    unsigned long *total_scanned)
1628 {
1629         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1630         int total = 0;
1631         int loop = 0;
1632         unsigned long excess;
1633         unsigned long nr_scanned;
1634         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1635                 .pgdat = pgdat,
1636         };
1637
1638         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1639
1640         while (1) {
1641                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1642                 if (!victim) {
1643                         loop++;
1644                         if (loop >= 2) {
1645                                 /*
1646                                  * If we have not been able to reclaim
1647                                  * anything, it might because there are
1648                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1649                                  */
1650                                 if (!total)
1651                                         break;
1652                                 /*
1653                                  * We want to do more targeted reclaim.
1654                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1655                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1656                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1657                                  */
1658                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1659                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1660                                         break;
1661                         }
1662                         continue;
1663                 }
1664                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1665                                         pgdat, &nr_scanned);
1666                 *total_scanned += nr_scanned;
1667                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1668                         break;
1669         }
1670         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1671         return total;
1672 }
1673
1674 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1675 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1676         .name = "memcg_oom_lock",
1677 };
1678 #endif
1679
1680 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1681
1682 /*
1683  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1684  * If someone is running, return false.
1685  */
1686 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1689
1690         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1691
1692         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1693                 if (iter->oom_lock) {
1694                         /*
1695                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1696                          * so we cannot give a lock.
1697                          */
1698                         failed = iter;
1699                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1700                         break;
1701                 } else
1702                         iter->oom_lock = true;
1703         }
1704
1705         if (failed) {
1706                 /*
1707                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1708                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1709                  */
1710                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1711                         if (iter == failed) {
1712                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1713                                 break;
1714                         }
1715                         iter->oom_lock = false;
1716                 }
1717         } else
1718                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1719
1720         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1721
1722         return !failed;
1723 }
1724
1725 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1726 {
1727         struct mem_cgroup *iter;
1728
1729         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1730         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1731         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1732                 iter->oom_lock = false;
1733         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1734 }
1735
1736 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *iter;
1739
1740         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1741         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1742                 iter->under_oom++;
1743         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1744 }
1745
1746 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749
1750         /*
1751          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1752          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1753          */
1754         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1755         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1756                 if (iter->under_oom > 0)
1757                         iter->under_oom--;
1758         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1759 }
1760
1761 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1762
1763 struct oom_wait_info {
1764         struct mem_cgroup *memcg;
1765         wait_queue_entry_t      wait;
1766 };
1767
1768 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1769         unsigned mode, int sync, void *arg)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1772         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1773         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1774
1775         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1776         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1777
1778         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1779             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1780                 return 0;
1781         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1782 }
1783
1784 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         /*
1787          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1788          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1789          * this function is called as a result of userland actions
1790          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1791          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1792          * triggering notification.
1793          */
1794         if (memcg && memcg->under_oom)
1795                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1796 }
1797
1798 enum oom_status {
1799         OOM_SUCCESS,
1800         OOM_FAILED,
1801         OOM_ASYNC,
1802         OOM_SKIPPED
1803 };
1804
1805 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1806 {
1807         enum oom_status ret;
1808         bool locked;
1809
1810         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1811                 return OOM_SKIPPED;
1812
1813         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1814
1815         /*
1816          * We are in the middle of the charge context here, so we
1817          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1818          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1819          *
1820          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1821          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1822          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1823          * released.
1824          *
1825          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1826          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1827          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1828          * invoke the oom killer here.
1829          *
1830          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1831          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1832          */
1833         if (memcg->oom_kill_disable) {
1834                 if (!current->in_user_fault)
1835                         return OOM_SKIPPED;
1836                 css_get(&memcg->css);
1837                 current->memcg_in_oom = memcg;
1838                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1839                 current->memcg_oom_order = order;
1840
1841                 return OOM_ASYNC;
1842         }
1843
1844         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1845
1846         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1847
1848         if (locked)
1849                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1850
1851         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1852         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1853                 ret = OOM_SUCCESS;
1854         else
1855                 ret = OOM_FAILED;
1856
1857         if (locked)
1858                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1859
1860         return ret;
1861 }
1862
1863 /**
1864  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1865  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1866  *
1867  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1868  * handler was enabled.
1869  *
1870  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1871  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1872  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1873  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1874  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1875  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1876  *
1877  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1878  * completed, %false otherwise.
1879  */
1880 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1881 {
1882         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1883         struct oom_wait_info owait;
1884         bool locked;
1885
1886         /* OOM is global, do not handle */
1887         if (!memcg)
1888                 return false;
1889
1890         if (!handle)
1891                 goto cleanup;
1892
1893         owait.memcg = memcg;
1894         owait.wait.flags = 0;
1895         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1896         owait.wait.private = current;
1897         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1898
1899         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1900         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1901
1902         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1903
1904         if (locked)
1905                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1906
1907         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1908                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1909                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1910                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1911                                          current->memcg_oom_order);
1912         } else {
1913                 schedule();
1914                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1915                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1916         }
1917
1918         if (locked) {
1919                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1920                 /*
1921                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1922                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1923                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1924                  */
1925                 memcg_oom_recover(memcg);
1926         }
1927 cleanup:
1928         current->memcg_in_oom = NULL;
1929         css_put(&memcg->css);
1930         return true;
1931 }
1932
1933 /**
1934  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1935  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1936  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1937  *
1938  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1939  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1940  *
1941  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1942  */
1943 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1944                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1945 {
1946         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1947         struct mem_cgroup *memcg;
1948
1949         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1950                 return NULL;
1951
1952         if (!oom_domain)
1953                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1954
1955         rcu_read_lock();
1956
1957         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1958         if (memcg == root_mem_cgroup)
1959                 goto out;
1960
1961         /*
1962          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1963          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1964          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1965          */
1966         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1967                 goto out;
1968
1969         /*
1970          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1971          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1972          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1973          */
1974         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1975                 if (memcg->oom_group)
1976                         oom_group = memcg;
1977
1978                 if (memcg == oom_domain)
1979                         break;
1980         }
1981
1982         if (oom_group)
1983                 css_get(&oom_group->css);
1984 out:
1985         rcu_read_unlock();
1986
1987         return oom_group;
1988 }
1989
1990 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1991 {
1992         pr_info("Tasks in ");
1993         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1994         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1995 }
1996
1997 /**
1998  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
1999  * @folio: The folio.
2000  *
2001  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2002  * another cgroup.
2003  *
2004  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2005  * for the lifetime of the folio.
2006  */
2007 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2008 {
2009         struct mem_cgroup *memcg;
2010         unsigned long flags;
2011
2012         /*
2013          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2014          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2015          * because page moving starts with an RCU grace period.
2016          */
2017         rcu_read_lock();
2018
2019         if (mem_cgroup_disabled())
2020                 return;
2021 again:
2022         memcg = folio_memcg(folio);
2023         if (unlikely(!memcg))
2024                 return;
2025
2026 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2027         local_irq_save(flags);
2028         might_lock(&memcg->move_lock);
2029         local_irq_restore(flags);
2030 #endif
2031
2032         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2033                 return;
2034
2035         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2036         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2037                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2038                 goto again;
2039         }
2040
2041         /*
2042          * When charge migration first begins, we can have multiple
2043          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2044          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2045          * move_lock for unlock_page_memcg().
2046          */
2047         memcg->move_lock_task = current;
2048         memcg->move_lock_flags = flags;
2049 }
2050
2051 void lock_page_memcg(struct page *page)
2052 {
2053         folio_memcg_lock(page_folio(page));
2054 }
2055
2056 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2057 {
2058         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2059                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2060
2061                 memcg->move_lock_task = NULL;
2062                 memcg->move_lock_flags = 0;
2063
2064                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2065         }
2066
2067         rcu_read_unlock();
2068 }
2069
2070 /**
2071  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2072  * @folio: The folio.
2073  *
2074  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2075  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2076  * permit others to change it.
2077  */
2078 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2079 {
2080         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2081 }
2082
2083 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2084 {
2085         folio_memcg_unlock(page_folio(page));
2086 }
2087
2088 struct obj_stock {
2089 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2090         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2091         struct pglist_data *cached_pgdat;
2092         unsigned int nr_bytes;
2093         int nr_slab_reclaimable_b;
2094         int nr_slab_unreclaimable_b;
2095 #else
2096         int dummy[0];
2097 #endif
2098 };
2099
2100 struct memcg_stock_pcp {
2101         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2102         unsigned int nr_pages;
2103         struct obj_stock task_obj;
2104         struct obj_stock irq_obj;
2105
2106         struct work_struct work;
2107         unsigned long flags;
2108 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2109 };
2110 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2111 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2112
2113 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2114 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2115 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2116                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2117
2118 #else
2119 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2120 {
2121 }
2122 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2123                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2124 {
2125         return false;
2126 }
2127 #endif
2128
2129 /**
2130  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2131  * @memcg: memcg to consume from.
2132  * @nr_pages: how many pages to charge.
2133  *
2134  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2135  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2136  * service an allocation will refill the stock.
2137  *
2138  * returns true if successful, false otherwise.
2139  */
2140 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2141 {
2142         struct memcg_stock_pcp *stock;
2143         unsigned long flags;
2144         bool ret = false;
2145
2146         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2147                 return ret;
2148
2149         local_irq_save(flags);
2150
2151         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2152         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2153                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2154                 ret = true;
2155         }
2156
2157         local_irq_restore(flags);
2158
2159         return ret;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2164  */
2165 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2166 {
2167         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2168
2169         if (!old)
2170                 return;
2171
2172         if (stock->nr_pages) {
2173                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2174                 if (do_memsw_account())
2175                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2176                 stock->nr_pages = 0;
2177         }
2178
2179         css_put(&old->css);
2180         stock->cached = NULL;
2181 }
2182
2183 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2184 {
2185         struct memcg_stock_pcp *stock;
2186         unsigned long flags;
2187
2188         /*
2189          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2190          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2191          * here with IRQ disabled
2192          */
2193         local_irq_save(flags);
2194
2195         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2196         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2197         if (in_task())
2198                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2199         drain_stock(stock);
2200         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2201
2202         local_irq_restore(flags);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2207  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2208  */
2209 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2210 {
2211         struct memcg_stock_pcp *stock;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         local_irq_save(flags);
2215
2216         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2217         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2218                 drain_stock(stock);
2219                 css_get(&memcg->css);
2220                 stock->cached = memcg;
2221         }
2222         stock->nr_pages += nr_pages;
2223
2224         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2225                 drain_stock(stock);
2226
2227         local_irq_restore(flags);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2232  * of the hierarchy under it.
2233  */
2234 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2235 {
2236         int cpu, curcpu;
2237
2238         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2239         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2240                 return;
2241         /*
2242          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2243          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2244          * as well as workers from this path always operate on the local
2245          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2246          */
2247         curcpu = get_cpu();
2248         for_each_online_cpu(cpu) {
2249                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2250                 struct mem_cgroup *memcg;
2251                 bool flush = false;
2252
2253                 rcu_read_lock();
2254                 memcg = stock->cached;
2255                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2256                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2257                         flush = true;
2258                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2259                         flush = true;
2260                 rcu_read_unlock();
2261
2262                 if (flush &&
2263                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2264                         if (cpu == curcpu)
2265                                 drain_local_stock(&stock->work);
2266                         else
2267                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2268                 }
2269         }
2270         put_cpu();
2271         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2272 }
2273
2274 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2275 {
2276         struct memcg_stock_pcp *stock;
2277
2278         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2279         drain_stock(stock);
2280
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2285                                   unsigned int nr_pages,
2286                                   gfp_t gfp_mask)
2287 {
2288         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2289
2290         do {
2291                 unsigned long pflags;
2292
2293                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2294                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2295                         continue;
2296
2297                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2298
2299                 psi_memstall_enter(&pflags);
2300                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2301                                                              gfp_mask, true);
2302                 psi_memstall_leave(&pflags);
2303         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2304                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2305
2306         return nr_reclaimed;
2307 }
2308
2309 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2310 {
2311         struct mem_cgroup *memcg;
2312
2313         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2314         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2319  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2320  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2321  */
2322 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2323
2324 /*
2325  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2326  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2327  * below.
2328  *
2329  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2330  *   overage ratio to a delay.
2331  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2332  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2333  *   to produce a reasonable delay curve.
2334  *
2335  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2336  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2337  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2338  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2339  * example, with a high of 100 megabytes:
2340  *
2341  *  +-------+------------------------+
2342  *  | usage | time to allocate in ms |
2343  *  +-------+------------------------+
2344  *  | 100M  |                      0 |
2345  *  | 101M  |                      6 |
2346  *  | 102M  |                     25 |
2347  *  | 103M  |                     57 |
2348  *  | 104M  |                    102 |
2349  *  | 105M  |                    159 |
2350  *  | 106M  |                    230 |
2351  *  | 107M  |                    313 |
2352  *  | 108M  |                    409 |
2353  *  | 109M  |                    518 |
2354  *  | 110M  |                    639 |
2355  *  | 111M  |                    774 |
2356  *  | 112M  |                    921 |
2357  *  | 113M  |                   1081 |
2358  *  | 114M  |                   1254 |
2359  *  | 115M  |                   1439 |
2360  *  | 116M  |                   1638 |
2361  *  | 117M  |                   1849 |
2362  *  | 118M  |                   2000 |
2363  *  | 119M  |                   2000 |
2364  *  | 120M  |                   2000 |
2365  *  +-------+------------------------+
2366  */
2367  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2368  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2369
2370 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2371 {
2372         u64 overage;
2373
2374         if (usage <= high)
2375                 return 0;
2376
2377         /*
2378          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2379          * it was a threshold of 1 page
2380          */
2381         high = max(high, 1UL);
2382
2383         overage = usage - high;
2384         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2385         return div64_u64(overage, high);
2386 }
2387
2388 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2389 {
2390         u64 overage, max_overage = 0;
2391
2392         do {
2393                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2394                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2395                 max_overage = max(overage, max_overage);
2396         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2397                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2398
2399         return max_overage;
2400 }
2401
2402 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2403 {
2404         u64 overage, max_overage = 0;
2405
2406         do {
2407                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2408                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2409                 if (overage)
2410                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2411                 max_overage = max(overage, max_overage);
2412         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2413                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2414
2415         return max_overage;
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2420  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2421  */
2422 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2423                                           unsigned int nr_pages,
2424                                           u64 max_overage)
2425 {
2426         unsigned long penalty_jiffies;
2427
2428         if (!max_overage)
2429                 return 0;
2430
2431         /*
2432          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2433          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2434          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2435          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2436          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2437          * overage amount.
2438          */
2439         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2440         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2441         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2442
2443         /*
2444          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2445          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2446          * 4N-sized allocation.
2447          *
2448          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2449          * larger the current charge patch is than that.
2450          */
2451         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2456  * and reclaims memory over the high limit.
2457  */
2458 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2459 {
2460         unsigned long penalty_jiffies;
2461         unsigned long pflags;
2462         unsigned long nr_reclaimed;
2463         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2464         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2465         struct mem_cgroup *memcg;
2466         bool in_retry = false;
2467
2468         if (likely(!nr_pages))
2469                 return;
2470
2471         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2472         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2473
2474 retry_reclaim:
2475         /*
2476          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2477          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2478          * or breaching resource isolation.
2479          *
2480          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2481          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2482          * allocator run every time an allocation is made.
2483          */
2484         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2485                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2486                                     GFP_KERNEL);
2487
2488         /*
2489          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2490          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2491          */
2492         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2493                                                mem_find_max_overage(memcg));
2494
2495         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2496                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2497
2498         /*
2499          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2500          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2501          * extremely slowly.
2502          */
2503         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2504
2505         /*
2506          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2507          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2508          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2509          * been aggressively reclaimed enough yet.
2510          */
2511         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2512                 goto out;
2513
2514         /*
2515          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2516          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2517          * throttling.
2518          */
2519         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2520                 in_retry = true;
2521                 goto retry_reclaim;
2522         }
2523
2524         /*
2525          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2526          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2527          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2528          */
2529         psi_memstall_enter(&pflags);
2530         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2531         psi_memstall_leave(&pflags);
2532
2533 out:
2534         css_put(&memcg->css);
2535 }
2536
2537 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2538                         unsigned int nr_pages)
2539 {
2540         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2541         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2542         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2543         struct page_counter *counter;
2544         enum oom_status oom_status;
2545         unsigned long nr_reclaimed;
2546         bool passed_oom = false;
2547         bool may_swap = true;
2548         bool drained = false;
2549         unsigned long pflags;
2550
2551 retry:
2552         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2553                 return 0;
2554
2555         if (!do_memsw_account() ||
2556             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2557                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2558                         goto done_restock;
2559                 if (do_memsw_account())
2560                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2561                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2562         } else {
2563                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2564                 may_swap = false;
2565         }
2566
2567         if (batch > nr_pages) {
2568                 batch = nr_pages;
2569                 goto retry;
2570         }
2571
2572         /*
2573          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2574          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2575          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2576          * and let these go through as privileged allocations.
2577          */
2578         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2579                 goto force;
2580
2581         /*
2582          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2583          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2584          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2585          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2586          */
2587         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2588                 goto force;
2589
2590         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2591                 goto nomem;
2592
2593         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2594                 goto nomem;
2595
2596         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2597
2598         psi_memstall_enter(&pflags);
2599         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2600                                                     gfp_mask, may_swap);
2601         psi_memstall_leave(&pflags);
2602
2603         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2604                 goto retry;
2605
2606         if (!drained) {
2607                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2608                 drained = true;
2609                 goto retry;
2610         }
2611
2612         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2613                 goto nomem;
2614         /*
2615          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2616          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2617          * before killing the task.
2618          *
2619          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2620          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2621          * to regular pages anyway in case of failure.
2622          */
2623         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2624                 goto retry;
2625         /*
2626          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2627          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2628          */
2629         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2630                 goto retry;
2631
2632         if (nr_retries--)
2633                 goto retry;
2634
2635         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2636                 goto nomem;
2637
2638         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2639         if (passed_oom && task_is_dying())
2640                 goto nomem;
2641
2642         /*
2643          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2644          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2645          * couldn't make any progress.
2646          */
2647         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2648                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2649         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2650                 passed_oom = true;
2651                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2652                 goto retry;
2653         }
2654 nomem:
2655         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2656                 return -ENOMEM;
2657 force:
2658         /*
2659          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2660          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2661          * temporarily by force charging it.
2662          */
2663         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2664         if (do_memsw_account())
2665                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2666
2667         return 0;
2668
2669 done_restock:
2670         if (batch > nr_pages)
2671                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2672
2673         /*
2674          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2675          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2676          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2677          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2678          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2679          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2680          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2681          */
2682         do {
2683                 bool mem_high, swap_high;
2684
2685                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2686                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2687                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2688                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2689
2690                 /* Don't bother a random interrupted task */
2691                 if (in_interrupt()) {
2692                         if (mem_high) {
2693                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2694                                 break;
2695                         }
2696                         continue;
2697                 }
2698
2699                 if (mem_high || swap_high) {
2700                         /*
2701                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2702                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2703                          * of the memory or swap footprints.
2704                          *
2705                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2706                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2707                          * based on how much each task is actually allocating.
2708                          */
2709                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2710                         set_notify_resume(current);
2711                         break;
2712                 }
2713         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2714
2715         return 0;
2716 }
2717
2718 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2719                              unsigned int nr_pages)
2720 {
2721         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2722                 return 0;
2723
2724         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2725 }
2726
2727 static inline void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2728 {
2729         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2730                 return;
2731
2732         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2733         if (do_memsw_account())
2734                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2735 }
2736
2737 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2738 {
2739         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2740         /*
2741          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2742          *
2743          * - the page lock
2744          * - LRU isolation
2745          * - lock_page_memcg()
2746          * - exclusive reference
2747          */
2748         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2749 }
2750
2751 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2752 {
2753         struct mem_cgroup *memcg;
2754
2755         rcu_read_lock();
2756 retry:
2757         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2758         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2759                 goto retry;
2760         rcu_read_unlock();
2761
2762         return memcg;
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2766 /*
2767  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2768  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2769  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2770  */
2771 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2772
2773 /*
2774  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2775  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2776  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2777  * task context and interrupt context access respectively.
2778  *
2779  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2780  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2781  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2782  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2783  */
2784 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2785 {
2786         struct memcg_stock_pcp *stock;
2787
2788         if (likely(in_task())) {
2789                 *pflags = 0UL;
2790                 preempt_disable();
2791                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2792                 return &stock->task_obj;
2793         }
2794
2795         local_irq_save(*pflags);
2796         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2797         return &stock->irq_obj;
2798 }
2799
2800 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2801 {
2802         if (likely(in_task()))
2803                 preempt_enable();
2804         else
2805                 local_irq_restore(flags);
2806 }
2807
2808 /*
2809  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2810  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2811  */
2812 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2813                                      struct pglist_data *pgdat,
2814                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2815 {
2816         struct mem_cgroup *memcg;
2817         struct lruvec *lruvec;
2818
2819         rcu_read_lock();
2820         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2821         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2822         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2823         rcu_read_unlock();
2824 }
2825
2826 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2827                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
2828 {
2829         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
2830         unsigned long memcg_data;
2831         void *vec;
2832
2833         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2834         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2835                            slab_nid(slab));
2836         if (!vec)
2837                 return -ENOMEM;
2838
2839         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2840         if (new_slab) {
2841                 /*
2842                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
2843                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
2844                  * be simply assigned.
2845                  */
2846                 slab->memcg_data = memcg_data;
2847         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2848                 /*
2849                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
2850                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2851                  * objcg vector should be reused.
2852                  */
2853                 kfree(vec);
2854                 return 0;
2855         }
2856
2857         kmemleak_not_leak(vec);
2858         return 0;
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2863  *
2864  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2865  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2866  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2867  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2868  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2869  *
2870  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2871  * cgroup_mutex, etc.
2872  */
2873 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2874 {
2875         struct folio *folio;
2876
2877         if (mem_cgroup_disabled())
2878                 return NULL;
2879
2880         folio = virt_to_folio(p);
2881
2882         /*
2883          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2884          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2885          * slab->memcg_data.
2886          */
2887         if (folio_test_slab(folio)) {
2888                 struct obj_cgroup **objcgs;
2889                 struct slab *slab;
2890                 unsigned int off;
2891
2892                 slab = folio_slab(folio);
2893                 objcgs = slab_objcgs(slab);
2894                 if (!objcgs)
2895                         return NULL;
2896
2897                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
2898                 if (objcgs[off])
2899                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
2900
2901                 return NULL;
2902         }
2903
2904         /*
2905          * page_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
2906          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
2907          * slab->memcg_data has not been freed yet
2908          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2909          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2910          */
2911         return page_memcg_check(folio_page(folio, 0));
2912 }
2913
2914 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2915 {
2916         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2917         struct mem_cgroup *memcg;
2918
2919         if (memcg_kmem_bypass())
2920                 return NULL;
2921
2922         rcu_read_lock();
2923         if (unlikely(active_memcg()))
2924                 memcg = active_memcg();
2925         else
2926                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2927
2928         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2929                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2930                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2931                         break;
2932                 objcg = NULL;
2933         }
2934         rcu_read_unlock();
2935
2936         return objcg;
2937 }
2938
2939 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2940 {
2941         int id, size;
2942         int err;
2943
2944         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2945                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2946         if (id < 0)
2947                 return id;
2948
2949         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2950                 return id;
2951
2952         /*
2953          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2954          * so we have to grow them.
2955          */
2956         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2957
2958         size = 2 * (id + 1);
2959         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2960                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2961         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2962                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2963
2964         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2965         if (!err)
2966                 memcg_nr_cache_ids = size;
2967
2968         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2969
2970         if (err) {
2971                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2972                 return err;
2973         }
2974         return id;
2975 }
2976
2977 static void memcg_free_cache_id(int id)
2978 {
2979         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2980 }
2981
2982 /*
2983  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2984  * @objcg: object cgroup to uncharge
2985  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2986  */
2987 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2988                                       unsigned int nr_pages)
2989 {
2990         struct mem_cgroup *memcg;
2991
2992         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2993
2994         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2995                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2996         refill_stock(memcg, nr_pages);
2997
2998         css_put(&memcg->css);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3003  * @objcg: object cgroup to charge
3004  * @gfp: reclaim mode
3005  * @nr_pages: number of pages to charge
3006  *
3007  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3008  */
3009 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3010                                    unsigned int nr_pages)
3011 {
3012         struct mem_cgroup *memcg;
3013         int ret;
3014
3015         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3016
3017         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3018         if (ret)
3019                 goto out;
3020
3021         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3022                 page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3023 out:
3024         css_put(&memcg->css);
3025
3026         return ret;
3027 }
3028
3029 /**
3030  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3031  * @page: page to charge
3032  * @gfp: reclaim mode
3033  * @order: allocation order
3034  *
3035  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3036  */
3037 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3038 {
3039         struct obj_cgroup *objcg;
3040         int ret = 0;
3041
3042         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3043         if (objcg) {
3044                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3045                 if (!ret) {
3046                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3047                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3048                         return 0;
3049                 }
3050                 obj_cgroup_put(objcg);
3051         }
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 /**
3056  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3057  * @page: page to uncharge
3058  * @order: allocation order
3059  */
3060 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3061 {
3062         struct folio *folio = page_folio(page);
3063         struct obj_cgroup *objcg;
3064         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3065
3066         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3067                 return;
3068
3069         objcg = __folio_objcg(folio);
3070         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3071         folio->memcg_data = 0;
3072         obj_cgroup_put(objcg);
3073 }
3074
3075 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3076                      enum node_stat_item idx, int nr)
3077 {
3078         unsigned long flags;
3079         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3080         int *bytes;
3081
3082         /*
3083          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3084          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3085          * changes.
3086          */
3087         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3088                 drain_obj_stock(stock);
3089                 obj_cgroup_get(objcg);
3090                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3091                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3092                 stock->cached_objcg = objcg;
3093                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3094         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3095                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3096                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3097
3098                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3099                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3100                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3101                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3102                 }
3103                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3104                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3105                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3106                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3107                 }
3108                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3109         }
3110
3111         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3112                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3113         /*
3114          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3115          * cached locally at least once before pushing it out.
3116          */
3117         if (!*bytes) {
3118                 *bytes = nr;
3119                 nr = 0;
3120         } else {
3121                 *bytes += nr;
3122                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3123                         nr = *bytes;
3124                         *bytes = 0;
3125                 } else {
3126                         nr = 0;
3127                 }
3128         }
3129         if (nr)
3130                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3131
3132         put_obj_stock(flags);
3133 }
3134
3135 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3136 {
3137         unsigned long flags;
3138         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3139         bool ret = false;
3140
3141         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3142                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3143                 ret = true;
3144         }
3145
3146         put_obj_stock(flags);
3147
3148         return ret;
3149 }
3150
3151 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3152 {
3153         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3154
3155         if (!old)
3156                 return;
3157
3158         if (stock->nr_bytes) {
3159                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3160                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3161
3162                 if (nr_pages)
3163                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3164
3165                 /*
3166                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3167                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3168                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3169                  * refill_obj_stock().
3170                  *
3171                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3172                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3173                  * so it might be changed in the future.
3174                  */
3175                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3176                 stock->nr_bytes = 0;
3177         }
3178
3179         /*
3180          * Flush the vmstat data in current stock
3181          */
3182         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3183                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3184                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3185                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3186                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3187                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3188                 }
3189                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3190                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3191                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3192                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3193                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3194                 }
3195                 stock->cached_pgdat = NULL;
3196         }
3197
3198         obj_cgroup_put(old);
3199         stock->cached_objcg = NULL;
3200 }
3201
3202 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3203                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3204 {
3205         struct mem_cgroup *memcg;
3206
3207         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3208                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3209                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3210                         return true;
3211         }
3212         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3213                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3214                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3215                         return true;
3216         }
3217
3218         return false;
3219 }
3220
3221 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3222                              bool allow_uncharge)
3223 {
3224         unsigned long flags;
3225         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3226         unsigned int nr_pages = 0;
3227
3228         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3229                 drain_obj_stock(stock);
3230                 obj_cgroup_get(objcg);
3231                 stock->cached_objcg = objcg;
3232                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3233                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3234                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3235         }
3236         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3237
3238         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3239                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3240                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3241         }
3242
3243         put_obj_stock(flags);
3244
3245         if (nr_pages)
3246                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3247 }
3248
3249 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3250 {
3251         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3252         int ret;
3253
3254         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3255                 return 0;
3256
3257         /*
3258          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3259          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3260          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3261          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3262          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3263          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3264          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3265          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3266          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3267          *
3268          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3269          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3270          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3271          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3272          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3273          * page uncharge right after a page charge, we set the
3274          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3275          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3276          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3277          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3278          * race.
3279          */
3280         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3281         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3282
3283         if (nr_bytes)
3284                 nr_pages += 1;
3285
3286         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3287         if (!ret && nr_bytes)
3288                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3289
3290         return ret;
3291 }
3292
3293 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3294 {
3295         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3296 }
3297
3298 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3299
3300 /*
3301  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3302  */
3303 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3304 {
3305         struct folio *folio = page_folio(head);
3306         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3307         int i;
3308
3309         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3310                 return;
3311
3312         for (i = 1; i < nr; i++)
3313                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3314
3315         if (folio_memcg_kmem(folio))
3316                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3317         else
3318                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3319 }
3320
3321 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3322 /**
3323  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3324  * @entry: swap entry to be moved
3325  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3326  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3327  *
3328  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3329  * as the mem_cgroup's id of @from.
3330  *
3331  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3332  *
3333  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3334  * both res and memsw, and called css_get().
3335  */
3336 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3337                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3338 {
3339         unsigned short old_id, new_id;
3340
3341         old_id = mem_cgroup_id(from);
3342         new_id = mem_cgroup_id(to);
3343
3344         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3345                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3346                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3347                 return 0;
3348         }
3349         return -EINVAL;
3350 }
3351 #else
3352 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3353                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3354 {
3355         return -EINVAL;
3356 }
3357 #endif
3358
3359 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3360
3361 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3362                                  unsigned long max, bool memsw)
3363 {
3364         bool enlarge = false;
3365         bool drained = false;
3366         int ret;
3367         bool limits_invariant;
3368         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3369
3370         do {
3371                 if (signal_pending(current)) {
3372                         ret = -EINTR;
3373                         break;
3374                 }
3375
3376                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3377                 /*
3378                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3379                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3380                  */
3381                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3382                                            max <= memcg->memsw.max;
3383                 if (!limits_invariant) {
3384                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3385                         ret = -EINVAL;
3386                         break;
3387                 }
3388                 if (max > counter->max)
3389                         enlarge = true;
3390                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3391                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3392
3393                 if (!ret)
3394                         break;
3395
3396                 if (!drained) {
3397                         drain_all_stock(memcg);
3398                         drained = true;
3399                         continue;
3400                 }
3401
3402                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3403                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3404                         ret = -EBUSY;
3405                         break;
3406                 }
3407         } while (true);
3408
3409         if (!ret && enlarge)
3410                 memcg_oom_recover(memcg);
3411
3412         return ret;
3413 }
3414
3415 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3416                                             gfp_t gfp_mask,
3417                                             unsigned long *total_scanned)
3418 {
3419         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3420         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3421         unsigned long reclaimed;
3422         int loop = 0;
3423         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3424         unsigned long excess;
3425         unsigned long nr_scanned;
3426
3427         if (order > 0)
3428                 return 0;
3429
3430         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3431
3432         /*
3433          * Do not even bother to check the largest node if the root
3434          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3435          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3436          */
3437         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3438                 return 0;
3439
3440         /*
3441          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3442          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3443          * pressure
3444          */
3445         do {
3446                 if (next_mz)
3447                         mz = next_mz;
3448                 else
3449                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3450                 if (!mz)
3451                         break;
3452
3453                 nr_scanned = 0;
3454                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3455                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3456                 nr_reclaimed += reclaimed;
3457                 *total_scanned += nr_scanned;
3458                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3459                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3460
3461                 /*
3462                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3463                  * it is time to move on to the next cgroup
3464                  */
3465                 next_mz = NULL;
3466                 if (!reclaimed)
3467                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3468
3469                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3470                 /*
3471                  * One school of thought says that we should not add
3472                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3473                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3474                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3475                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3476                  * term TODO.
3477                  */
3478                 /* If excess == 0, no tree ops */
3479                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3480                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3481                 css_put(&mz->memcg->css);
3482                 loop++;
3483                 /*
3484                  * Could not reclaim anything and there are no more
3485                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3486                  * reclaiming anything.
3487                  */
3488                 if (!nr_reclaimed &&
3489                         (next_mz == NULL ||
3490                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3491                         break;
3492         } while (!nr_reclaimed);
3493         if (next_mz)
3494                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3495         return nr_reclaimed;
3496 }
3497
3498 /*
3499  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3500  *
3501  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3502  */
3503 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3504 {
3505         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3506
3507         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3508         lru_add_drain_all();
3509
3510         drain_all_stock(memcg);
3511
3512         /* try to free all pages in this cgroup */
3513         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3514                 if (signal_pending(current))
3515                         return -EINTR;
3516
3517                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true))
3518                         nr_retries--;
3519         }
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3525                                             char *buf, size_t nbytes,
3526                                             loff_t off)
3527 {
3528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3529
3530         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3531                 return -EINVAL;
3532         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3533 }
3534
3535 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3536                                      struct cftype *cft)
3537 {
3538         return 1;
3539 }
3540
3541 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3542                                       struct cftype *cft, u64 val)
3543 {
3544         if (val == 1)
3545                 return 0;
3546
3547         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3548                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3549                      "depend on this functionality.\n");
3550
3551         return -EINVAL;
3552 }
3553
3554 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3555 {
3556         unsigned long val;
3557
3558         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3559                 mem_cgroup_flush_stats();
3560                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3561                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3562                 if (swap)
3563                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3564         } else {
3565                 if (!swap)
3566                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3567                 else
3568                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3569         }
3570         return val;
3571 }
3572
3573 enum {
3574         RES_USAGE,
3575         RES_LIMIT,
3576         RES_MAX_USAGE,
3577         RES_FAILCNT,
3578         RES_SOFT_LIMIT,
3579 };
3580
3581 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3582                                struct cftype *cft)
3583 {
3584         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3585         struct page_counter *counter;
3586
3587         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3588         case _MEM:
3589                 counter = &memcg->memory;
3590                 break;
3591         case _MEMSWAP:
3592                 counter = &memcg->memsw;
3593                 break;
3594         case _KMEM:
3595                 counter = &memcg->kmem;
3596                 break;
3597         case _TCP:
3598                 counter = &memcg->tcpmem;
3599                 break;
3600         default:
3601                 BUG();
3602         }
3603
3604         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3605         case RES_USAGE:
3606                 if (counter == &memcg->memory)
3607                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3608                 if (counter == &memcg->memsw)
3609                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3610                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3611         case RES_LIMIT:
3612                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3613         case RES_MAX_USAGE:
3614                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3615         case RES_FAILCNT:
3616                 return counter->failcnt;
3617         case RES_SOFT_LIMIT:
3618                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3619         default:
3620                 BUG();
3621         }
3622 }
3623
3624 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3625 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3626 {
3627         struct obj_cgroup *objcg;
3628         int memcg_id;
3629
3630         if (cgroup_memory_nokmem)
3631                 return 0;
3632
3633         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3634
3635         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3636         if (memcg_id < 0)
3637                 return memcg_id;
3638
3639         objcg = obj_cgroup_alloc();
3640         if (!objcg) {
3641                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3642                 return -ENOMEM;
3643         }
3644         objcg->memcg = memcg;
3645         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3646
3647         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3648
3649         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3650
3651         return 0;
3652 }
3653
3654 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3655 {
3656         struct mem_cgroup *parent;
3657         int kmemcg_id;
3658
3659         if (memcg->kmemcg_id == -1)
3660                 return;
3661
3662         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3663         if (!parent)
3664                 parent = root_mem_cgroup;
3665
3666         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3667
3668         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3669         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3670
3671         /*
3672          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3673          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3674          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3675          * memcg_drain_all_list_lrus().
3676          */
3677         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3678
3679         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3680         memcg->kmemcg_id = -1;
3681 }
3682 #else
3683 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3684 {
3685         return 0;
3686 }
3687 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3688 {
3689 }
3690 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3691
3692 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3693 {
3694         int ret;
3695
3696         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3697
3698         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3699         if (ret)
3700                 goto out;
3701
3702         if (!memcg->tcpmem_active) {
3703                 /*
3704                  * The active flag needs to be written after the static_key
3705                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3706                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3707                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3708                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3709                  *
3710                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3711                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3712                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3713                  * yet, we'll lose accounting.
3714                  *
3715                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3716                  * because when this value change, the code to process it is not
3717                  * patched in yet.
3718                  */
3719                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3720                 memcg->tcpmem_active = true;
3721         }
3722 out:
3723         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3724         return ret;
3725 }
3726
3727 /*
3728  * The user of this function is...
3729  * RES_LIMIT.
3730  */
3731 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3732                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3733 {
3734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3735         unsigned long nr_pages;
3736         int ret;
3737
3738         buf = strstrip(buf);
3739         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3740         if (ret)
3741                 return ret;
3742
3743         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3744         case RES_LIMIT:
3745                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3746                         ret = -EINVAL;
3747                         break;
3748                 }
3749                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3750                 case _MEM:
3751                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3752                         break;
3753                 case _MEMSWAP:
3754                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3755                         break;
3756                 case _KMEM:
3757                         /* kmem.limit_in_bytes is deprecated. */
3758                         ret = -EOPNOTSUPP;
3759                         break;
3760                 case _TCP:
3761                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3762                         break;
3763                 }
3764                 break;
3765         case RES_SOFT_LIMIT:
3766                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3767                 ret = 0;
3768                 break;
3769         }
3770         return ret ?: nbytes;
3771 }
3772
3773 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3774                                 size_t nbytes, loff_t off)
3775 {
3776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3777         struct page_counter *counter;
3778
3779         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3780         case _MEM:
3781                 counter = &memcg->memory;
3782                 break;
3783         case _MEMSWAP:
3784                 counter = &memcg->memsw;
3785                 break;
3786         case _KMEM:
3787                 counter = &memcg->kmem;
3788                 break;
3789         case _TCP:
3790                 counter = &memcg->tcpmem;
3791                 break;
3792         default:
3793                 BUG();
3794         }
3795
3796         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3797         case RES_MAX_USAGE:
3798                 page_counter_reset_watermark(counter);
3799                 break;
3800         case RES_FAILCNT:
3801                 counter->failcnt = 0;
3802                 break;
3803         default:
3804                 BUG();
3805         }
3806
3807         return nbytes;
3808 }
3809
3810 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3811                                         struct cftype *cft)
3812 {
3813         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3814 }
3815
3816 #ifdef CONFIG_MMU
3817 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3818                                         struct cftype *cft, u64 val)
3819 {
3820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3821
3822         if (val & ~MOVE_MASK)
3823                 return -EINVAL;
3824
3825         /*
3826          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3827          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3828          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3829          * affect task migrations starting after the change.
3830          */
3831         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3832         return 0;
3833 }
3834 #else
3835 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3836                                         struct cftype *cft, u64 val)
3837 {
3838         return -ENOSYS;
3839 }
3840 #endif
3841
3842 #ifdef CONFIG_NUMA
3843
3844 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3845 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3846 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3847
3848 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3849                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3850 {
3851         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3852         unsigned long nr = 0;
3853         enum lru_list lru;
3854
3855         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3856
3857         for_each_lru(lru) {
3858                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3859                         continue;
3860                 if (tree)
3861                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3862                 else
3863                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3864         }
3865         return nr;
3866 }
3867
3868 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3869                                              unsigned int lru_mask,
3870                                              bool tree)
3871 {
3872         unsigned long nr = 0;
3873         enum lru_list lru;
3874
3875         for_each_lru(lru) {
3876                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3877                         continue;
3878                 if (tree)
3879                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3880                 else
3881                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3882         }
3883         return nr;
3884 }
3885
3886 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3887 {
3888         struct numa_stat {
3889                 const char *name;
3890                 unsigned int lru_mask;
3891         };
3892
3893         static const struct numa_stat stats[] = {
3894                 { "total", LRU_ALL },
3895                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3896                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3897                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3898         };
3899         const struct numa_stat *stat;
3900         int nid;
3901         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3902
3903         mem_cgroup_flush_stats();
3904
3905         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3906                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3907                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3908                                                    false));
3909                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3910                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3911                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3912                                                         stat->lru_mask, false));
3913                 seq_putc(m, '\n');
3914         }
3915
3916         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3917
3918                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3919                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3920                                                    true));
3921                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3922                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3923                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3924                                                         stat->lru_mask, true));
3925                 seq_putc(m, '\n');
3926         }
3927
3928         return 0;
3929 }
3930 #endif /* CONFIG_NUMA */
3931
3932 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3933         NR_FILE_PAGES,
3934         NR_ANON_MAPPED,
3935 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3936         NR_ANON_THPS,
3937 #endif
3938         NR_SHMEM,
3939         NR_FILE_MAPPED,
3940         NR_FILE_DIRTY,
3941         NR_WRITEBACK,
3942         MEMCG_SWAP,
3943 };
3944
3945 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3946         "cache",
3947         "rss",
3948 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3949         "rss_huge",
3950 #endif
3951         "shmem",
3952         "mapped_file",
3953         "dirty",
3954         "writeback",
3955         "swap",
3956 };
3957
3958 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3959 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3960         PGPGIN,
3961         PGPGOUT,
3962         PGFAULT,
3963         PGMAJFAULT,
3964 };
3965
3966 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3967 {
3968         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3969         unsigned long memory, memsw;
3970         struct mem_cgroup *mi;
3971         unsigned int i;
3972
3973         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3974
3975         mem_cgroup_flush_stats();
3976
3977         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3978                 unsigned long nr;
3979
3980                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3981                         continue;
3982                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
3983                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
3984         }
3985
3986         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3987                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3988                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3989
3990         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3991                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3992                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3993                            PAGE_SIZE);
3994
3995         /* Hierarchical information */
3996         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3997         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3998                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3999                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4000         }
4001         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4002                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4003         if (do_memsw_account())
4004                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4005                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4006
4007         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4008                 unsigned long nr;
4009
4010                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4011                         continue;
4012                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4013                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4014                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4015         }
4016
4017         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4018                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4019                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4020                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4021
4022         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4023                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4024                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4025                            PAGE_SIZE);
4026
4027 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4028         {
4029                 pg_data_t *pgdat;
4030                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4031                 unsigned long anon_cost = 0;
4032                 unsigned long file_cost = 0;
4033
4034                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4035                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4036
4037                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4038                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4039                 }
4040                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4041                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4042         }
4043 #endif
4044
4045         return 0;
4046 }
4047
4048 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4049                                       struct cftype *cft)
4050 {
4051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4052
4053         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4054 }
4055
4056 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4057                                        struct cftype *cft, u64 val)
4058 {
4059         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4060
4061         if (val > 200)
4062                 return -EINVAL;
4063
4064         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4065                 memcg->swappiness = val;
4066         else
4067                 vm_swappiness = val;
4068
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4073 {
4074         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4075         unsigned long usage;
4076         int i;
4077
4078         rcu_read_lock();
4079         if (!swap)
4080                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4081         else
4082                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4083
4084         if (!t)
4085                 goto unlock;
4086
4087         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4088
4089         /*
4090          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4091          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4092          * call of __mem_cgroup_threshold().
4093          */
4094         i = t->current_threshold;
4095
4096         /*
4097          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4098          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4099          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4100          * only one element of the array here.
4101          */
4102         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4103                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4104
4105         /* i = current_threshold + 1 */
4106         i++;
4107
4108         /*
4109          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4110          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4111          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4112          * only one element of the array here.
4113          */
4114         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4115                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4116
4117         /* Update current_threshold */
4118         t->current_threshold = i - 1;
4119 unlock:
4120         rcu_read_unlock();
4121 }
4122
4123 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4124 {
4125         while (memcg) {
4126                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4127                 if (do_memsw_account())
4128                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4129
4130                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4131         }
4132 }
4133
4134 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4135 {
4136         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4137         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4138
4139         if (_a->threshold > _b->threshold)
4140                 return 1;
4141
4142         if (_a->threshold < _b->threshold)
4143                 return -1;
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4149 {
4150         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4151
4152         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4153
4154         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4155                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4156
4157         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4158         return 0;
4159 }
4160
4161 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4162 {
4163         struct mem_cgroup *iter;
4164
4165         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4166                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4167 }
4168
4169 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4170         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4171 {
4172         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4173         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4174         unsigned long threshold;
4175         unsigned long usage;
4176         int i, size, ret;
4177
4178         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4179         if (ret)
4180                 return ret;
4181
4182         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4183
4184         if (type == _MEM) {
4185                 thresholds = &memcg->thresholds;
4186                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4187         } else if (type == _MEMSWAP) {
4188                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4189                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4190         } else
4191                 BUG();
4192
4193         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4194         if (thresholds->primary)
4195                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4196
4197         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4198
4199         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4200         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4201         if (!new) {
4202                 ret = -ENOMEM;
4203                 goto unlock;
4204         }
4205         new->size = size;
4206
4207         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4208         if (thresholds->primary)
4209                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4210                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4211
4212         /* Add new threshold */
4213         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4214         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4215
4216         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4217         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4218                         compare_thresholds, NULL);
4219
4220         /* Find current threshold */
4221         new->current_threshold = -1;
4222         for (i = 0; i < size; i++) {
4223                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4224                         /*
4225                          * new->current_threshold will not be used until
4226                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4227                          * it here.
4228                          */
4229                         ++new->current_threshold;
4230                 } else
4231                         break;
4232         }
4233
4234         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4235         kfree(thresholds->spare);
4236         thresholds->spare = thresholds->primary;
4237
4238         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4239
4240         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4241         synchronize_rcu();
4242
4243 unlock:
4244         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4245
4246         return ret;
4247 }
4248
4249 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4250         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4251 {
4252         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4253 }
4254
4255 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4256         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4257 {
4258         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4259 }
4260
4261 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4262         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4263 {
4264         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4265         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4266         unsigned long usage;
4267         int i, j, size, entries;
4268
4269         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4270
4271         if (type == _MEM) {
4272                 thresholds = &memcg->thresholds;
4273                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4274         } else if (type == _MEMSWAP) {
4275                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4276                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4277         } else
4278                 BUG();
4279
4280         if (!thresholds->primary)
4281                 goto unlock;
4282
4283         /* Check if a threshold crossed before removing */
4284         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4285
4286         /* Calculate new number of threshold */
4287         size = entries = 0;
4288         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4289                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4290                         size++;
4291                 else
4292                         entries++;
4293         }
4294
4295         new = thresholds->spare;
4296
4297         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4298         if (!entries)
4299                 goto unlock;
4300
4301         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4302         if (!size) {
4303                 kfree(new);
4304                 new = NULL;
4305                 goto swap_buffers;
4306         }
4307
4308         new->size = size;
4309
4310         /* Copy thresholds and find current threshold */
4311         new->current_threshold = -1;
4312         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4313                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4314                         continue;
4315
4316                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4317                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4318                         /*
4319                          * new->current_threshold will not be used
4320                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4321                          * it here.
4322                          */
4323                         ++new->current_threshold;
4324                 }
4325                 j++;
4326         }
4327
4328 swap_buffers:
4329         /* Swap primary and spare array */
4330         thresholds->spare = thresholds->primary;
4331
4332         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4333
4334         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4335         synchronize_rcu();
4336
4337         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4338         if (!new) {
4339                 kfree(thresholds->spare);
4340                 thresholds->spare = NULL;
4341         }
4342 unlock:
4343         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4344 }
4345
4346 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4347         struct eventfd_ctx *eventfd)
4348 {
4349         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4350 }
4351
4352 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4353         struct eventfd_ctx *eventfd)
4354 {
4355         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4356 }
4357
4358 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4359         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4360 {
4361         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4362
4363         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4364         if (!event)
4365                 return -ENOMEM;
4366
4367         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4368
4369         event->eventfd = eventfd;
4370         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4371
4372         /* already in OOM ? */
4373         if (memcg->under_oom)
4374                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4375         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4376
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4381         struct eventfd_ctx *eventfd)
4382 {
4383         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4384
4385         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4386
4387         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4388                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4389                         list_del(&ev->list);
4390                         kfree(ev);
4391                 }
4392         }
4393
4394         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4395 }
4396
4397 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4398 {
4399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4400
4401         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4402         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4403         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4404                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4405         return 0;
4406 }
4407
4408 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4409         struct cftype *cft, u64 val)
4410 {
4411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4412
4413         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4414         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4415                 return -EINVAL;
4416
4417         memcg->oom_kill_disable = val;
4418         if (!val)
4419                 memcg_oom_recover(memcg);
4420
4421         return 0;
4422 }
4423
4424 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4425
4426 #include <trace/events/writeback.h>
4427
4428 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4429 {
4430         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4431 }
4432
4433 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4434 {
4435         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4436 }
4437
4438 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4439 {
4440         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4441 }
4442
4443 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4444 {
4445         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4446
4447         if (!memcg->css.parent)
4448                 return NULL;
4449
4450         return &memcg->cgwb_domain;
4451 }
4452
4453 /**
4454  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4455  * @wb: bdi_writeback in question
4456  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4457  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4458  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4459  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4460  *
4461  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4462  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4463  * is a bit more involved.
4464  *
4465  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4466  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4467  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4468  * available memory in the system.  The caller should further cap
4469  * *@pheadroom accordingly.
4470  */
4471 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4472                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4473                          unsigned long *pwriteback)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4476         struct mem_cgroup *parent;
4477
4478         mem_cgroup_flush_stats();
4479
4480         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4481         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4482         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4483                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4484
4485         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4486         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4487                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4488                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4489                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4490
4491                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4492                 memcg = parent;
4493         }
4494 }
4495
4496 /*
4497  * Foreign dirty flushing
4498  *
4499  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4500  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4501  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4502  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4503  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4504  * different cgroups isn't a common use-case.
4505  *
4506  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4507  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4508  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4509  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4510  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4511  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4512  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4513  * make writeback of the dirty pages happen.
4514  *
4515  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4516  * severely throttled after making some progress after each
4517  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4518  * completely idle.
4519  *
4520  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4521  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4522  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4523  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4524  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4525  *
4526  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4527  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4528  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4529  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4530  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4531  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4532  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4533  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4534  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4535  *
4536  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4537  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4538  * records are lockless and racy.
4539  */
4540 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4541                                              struct bdi_writeback *wb)
4542 {
4543         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4544         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4545         u64 now = get_jiffies_64();
4546         u64 oldest_at = now;
4547         int oldest = -1;
4548         int i;
4549
4550         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4551
4552         /*
4553          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4554          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4555          * written out.
4556          */
4557         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4558                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4559                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4560                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4561                         break;
4562                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4563                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4564                         oldest = i;
4565                         oldest_at = frn->at;
4566                 }
4567         }
4568
4569         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4570                 /*
4571                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4572                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4573                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4574                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4575                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4576                  */
4577                 unsigned long update_intv =
4578                         min_t(unsigned long, HZ,
4579                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4580
4581                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4582                         frn->at = now;
4583         } else if (oldest >= 0) {
4584                 /* replace the oldest free one */
4585                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4586                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4587                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4588                 frn->at = now;
4589         }
4590 }
4591
4592 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4593 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4594 {
4595         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4596         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4597         u64 now = jiffies_64;
4598         int i;
4599
4600         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4601                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4602
4603                 /*
4604                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4605                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4606                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4607                  * already one in flight.
4608                  */
4609                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4610                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4611                         frn->at = 0;
4612                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4613                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4614                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4615                                                &frn->done);
4616                 }
4617         }
4618 }
4619
4620 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4621
4622 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4623 {
4624         return 0;
4625 }
4626
4627 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4628 {
4629 }
4630
4631 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4632 {
4633 }
4634
4635 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4636
4637 /*
4638  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4639  *
4640  * "cgroup.event_control" implementation.
4641  *
4642  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4643  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4644  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4645  *
4646  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4647  * possible.
4648  */
4649
4650 /*
4651  * Unregister event and free resources.
4652  *
4653  * Gets called from workqueue.
4654  */
4655 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4656 {
4657         struct mem_cgroup_event *event =
4658                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4659         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4660
4661         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4662
4663         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4664
4665         /* Notify userspace the event is going away. */
4666         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4667
4668         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4669         kfree(event);
4670         css_put(&memcg->css);
4671 }
4672
4673 /*
4674  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4675  *
4676  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4677  */
4678 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4679                             int sync, void *key)
4680 {
4681         struct mem_cgroup_event *event =
4682                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4683         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4684         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4685
4686         if (flags & EPOLLHUP) {
4687                 /*
4688                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4689                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4690                  * for us.
4691                  *
4692                  * We can't race against event freeing since the other
4693                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4694                  * which we hold.
4695                  */
4696                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4697                 if (!list_empty(&event->list)) {
4698                         list_del_init(&event->list);
4699                         /*
4700                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4701                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4702                          */
4703                         schedule_work(&event->remove);
4704                 }
4705                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4706         }
4707
4708         return 0;
4709 }
4710
4711 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4712                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4713 {
4714         struct mem_cgroup_event *event =
4715                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4716
4717         event->wqh = wqh;
4718         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4719 }
4720
4721 /*
4722  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4723  *
4724  * Parse input and register new cgroup event handler.
4725  *
4726  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4727  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4728  */
4729 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4730                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4731 {
4732         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4733         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4734         struct mem_cgroup_event *event;
4735         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4736         unsigned int efd, cfd;
4737         struct fd efile;
4738         struct fd cfile;
4739         const char *name;
4740         char *endp;
4741         int ret;
4742
4743         buf = strstrip(buf);
4744
4745         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4746         if (*endp != ' ')
4747                 return -EINVAL;
4748         buf = endp + 1;
4749
4750         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4751         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4752                 return -EINVAL;
4753         buf = endp + 1;
4754
4755         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4756         if (!event)
4757                 return -ENOMEM;
4758
4759         event->memcg = memcg;
4760         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4761         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4762         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4763         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4764
4765         efile = fdget(efd);
4766         if (!efile.file) {
4767                 ret = -EBADF;
4768                 goto out_kfree;
4769         }
4770
4771         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4772         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4773                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4774                 goto out_put_efile;
4775         }
4776
4777         cfile = fdget(cfd);
4778         if (!cfile.file) {
4779                 ret = -EBADF;
4780                 goto out_put_eventfd;
4781         }
4782
4783         /* the process need read permission on control file */
4784         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4785         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4786         if (ret < 0)
4787                 goto out_put_cfile;
4788
4789         /*
4790          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4791          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4792          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4793          * is for compatibility anyway.
4794          *
4795          * DO NOT ADD NEW FILES.
4796          */
4797         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4798
4799         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4800                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4801                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4802         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4803                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4804                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4805         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4806                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4807                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4808         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4809                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4810                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4811         } else {
4812                 ret = -EINVAL;
4813                 goto out_put_cfile;
4814         }
4815
4816         /*
4817          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4818          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4819          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4820          */
4821         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4822                                                &memory_cgrp_subsys);
4823         ret = -EINVAL;
4824         if (IS_ERR(cfile_css))
4825                 goto out_put_cfile;
4826         if (cfile_css != css) {
4827                 css_put(cfile_css);
4828                 goto out_put_cfile;
4829         }
4830
4831         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4832         if (ret)
4833                 goto out_put_css;
4834
4835         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4836
4837         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4838         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4839         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4840
4841         fdput(cfile);
4842         fdput(efile);
4843
4844         return nbytes;
4845
4846 out_put_css:
4847         css_put(css);
4848 out_put_cfile:
4849         fdput(cfile);
4850 out_put_eventfd:
4851         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4852 out_put_efile:
4853         fdput(efile);
4854 out_kfree:
4855         kfree(event);
4856
4857         return ret;
4858 }
4859
4860 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4861 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
4862 {
4863         /*
4864          * Deprecated.
4865          * Please, take a look at tools/cgroup/slabinfo.py .
4866          */
4867         return 0;
4868 }
4869 #endif
4870
4871 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4872         {
4873                 .name = "usage_in_bytes",
4874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4875                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4876         },
4877         {
4878                 .name = "max_usage_in_bytes",
4879                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4880                 .write = mem_cgroup_reset,
4881                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4882         },
4883         {
4884                 .name = "limit_in_bytes",
4885                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4886                 .write = mem_cgroup_write,
4887                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4888         },
4889         {
4890                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4891                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4892                 .write = mem_cgroup_write,
4893                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4894         },
4895         {
4896                 .name = "failcnt",
4897                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4898                 .write = mem_cgroup_reset,
4899                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4900         },
4901         {
4902                 .name = "stat",
4903                 .seq_show = memcg_stat_show,
4904         },
4905         {
4906                 .name = "force_empty",
4907                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4908         },
4909         {
4910                 .name = "use_hierarchy",
4911                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4912                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4913         },
4914         {
4915                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4916                 .write = memcg_write_event_control,
4917                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4918         },
4919         {
4920                 .name = "swappiness",
4921                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4922                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4923         },
4924         {
4925                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4926                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4927                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4928         },
4929         {
4930                 .name = "oom_control",
4931                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4932                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4933                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4934         },
4935         {
4936                 .name = "pressure_level",
4937         },
4938 #ifdef CONFIG_NUMA
4939         {
4940                 .name = "numa_stat",
4941                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4942         },
4943 #endif
4944         {
4945                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4946                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4947                 .write = mem_cgroup_write,
4948                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4949         },
4950         {
4951                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4952                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4953                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4954         },
4955         {
4956                 .name = "kmem.failcnt",
4957                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4958                 .write = mem_cgroup_reset,
4959                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4960         },
4961         {
4962                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4964                 .write = mem_cgroup_reset,
4965                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4966         },
4967 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4968         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4969         {
4970                 .name = "kmem.slabinfo",
4971                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
4972         },
4973 #endif
4974         {
4975                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4976                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4977                 .write = mem_cgroup_write,
4978                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4979         },
4980         {
4981                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4982                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4983                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4984         },
4985         {
4986                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4988                 .write = mem_cgroup_reset,
4989                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4990         },
4991         {
4992                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4994                 .write = mem_cgroup_reset,
4995                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4996         },
4997         { },    /* terminate */
4998 };
4999
5000 /*
5001  * Private memory cgroup IDR
5002  *
5003  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5004  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5005  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5006  * memory-controlled cgroups to 64k.
5007  *
5008  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5009  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5010  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5011  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5012  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5013  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5014  *
5015  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5016  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5017  * when the CSS is offlined.
5018  *
5019  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5020  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5021  * those references are manageable from userspace.
5022  */
5023
5024 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5025
5026 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5027 {
5028         if (memcg->id.id > 0) {
5029                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5030                 memcg->id.id = 0;
5031         }
5032 }
5033
5034 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5035                                                   unsigned int n)
5036 {
5037         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5038 }
5039
5040 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5041 {
5042         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5043                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5044
5045                 /* Memcg ID pins CSS */
5046                 css_put(&memcg->css);
5047         }
5048 }
5049
5050 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5051 {
5052         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5053 }
5054
5055 /**
5056  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5057  * @id: the memcg id to look up
5058  *
5059  * Caller must hold rcu_read_lock().
5060  */
5061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5062 {
5063         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5064         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5065 }
5066
5067 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5068 {
5069         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5070         int tmp = node;
5071         /*
5072          * This routine is called against possible nodes.
5073          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5074          *
5075          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5076          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5077          *       function.
5078          */
5079         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5080                 tmp = -1;
5081         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5082         if (!pn)
5083                 return 1;
5084
5085         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5086                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5087         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5088                 kfree(pn);
5089                 return 1;
5090         }
5091
5092         lruvec_init(&pn->lruvec);
5093         pn->usage_in_excess = 0;
5094         pn->on_tree = false;
5095         pn->memcg = memcg;
5096
5097         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5098         return 0;
5099 }
5100
5101 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5102 {
5103         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5104
5105         if (!pn)
5106                 return;
5107
5108         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5109         kfree(pn);
5110 }
5111
5112 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5113 {
5114         int node;
5115
5116         for_each_node(node)
5117                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5118         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5119         kfree(memcg);
5120 }
5121
5122 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5123 {
5124         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5125         __mem_cgroup_free(memcg);
5126 }
5127
5128 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5129 {
5130         struct mem_cgroup *memcg;
5131         int node;
5132         int __maybe_unused i;
5133         long error = -ENOMEM;
5134
5135         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5136         if (!memcg)
5137                 return ERR_PTR(error);
5138
5139         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5140                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5141                                  GFP_KERNEL);
5142         if (memcg->id.id < 0) {
5143                 error = memcg->id.id;
5144                 goto fail;
5145         }
5146
5147         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5148                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5149         if (!memcg->vmstats_percpu)
5150                 goto fail;
5151
5152         for_each_node(node)
5153                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5154                         goto fail;
5155
5156         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5157                 goto fail;
5158
5159         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5160         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5161         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5162         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5163         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5164         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5165         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5166         memcg->socket_pressure = jiffies;
5167 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5168         memcg->kmemcg_id = -1;
5169         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5170 #endif
5171 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5172         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5173         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5174                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5175                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5176 #endif
5177 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5178         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5179         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5180         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5181 #endif
5182         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5183         return memcg;
5184 fail:
5185         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5186         __mem_cgroup_free(memcg);
5187         return ERR_PTR(error);
5188 }
5189
5190 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5191 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5192 {
5193         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5194         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5195         long error = -ENOMEM;
5196
5197         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5198         memcg = mem_cgroup_alloc();
5199         set_active_memcg(old_memcg);
5200         if (IS_ERR(memcg))
5201                 return ERR_CAST(memcg);
5202
5203         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5204         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5205         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5206         if (parent) {
5207                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5208                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5209
5210                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5211                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5212                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5213                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5214         } else {
5215                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5216                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5217                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5218                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5219
5220                 root_mem_cgroup = memcg;
5221                 return &memcg->css;
5222         }
5223
5224         /* The following stuff does not apply to the root */
5225         error = memcg_online_kmem(memcg);
5226         if (error)
5227                 goto fail;
5228
5229         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5230                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5231
5232         return &memcg->css;
5233 fail:
5234         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5235         mem_cgroup_free(memcg);
5236         return ERR_PTR(error);
5237 }
5238
5239 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5240 {
5241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5242
5243         /*
5244          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5245          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5246          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5247          */
5248         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5249                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5250                 return -ENOMEM;
5251         }
5252
5253         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5254         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5255         css_get(css);
5256
5257         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5258                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5259                                    2UL*HZ);
5260         return 0;
5261 }
5262
5263 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5264 {
5265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5266         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5267
5268         /*
5269          * Unregister events and notify userspace.
5270          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5271          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5272          */
5273         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5274         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5275                 list_del_init(&event->list);
5276                 schedule_work(&event->remove);
5277         }
5278         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5279
5280         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5281         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5282
5283         memcg_offline_kmem(memcg);
5284         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5285         wb_memcg_offline(memcg);
5286
5287         drain_all_stock(memcg);
5288
5289         mem_cgroup_id_put(memcg);
5290 }
5291
5292 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5293 {
5294         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5295
5296         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5297 }
5298
5299 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5302         int __maybe_unused i;
5303
5304 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5305         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5306                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5307 #endif
5308         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5309                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5310
5311         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5312                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5313
5314         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5315         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5316         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5317         free_shrinker_info(memcg);
5318
5319         /* Need to offline kmem if online_css() fails */
5320         memcg_offline_kmem(memcg);
5321         mem_cgroup_free(memcg);
5322 }
5323
5324 /**
5325  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5326  * @css: the target css
5327  *
5328  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5329  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5330  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5331  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5332  * made visible again.
5333  *
5334  * The current implementation only resets the essential configurations.
5335  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5336  */
5337 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5338 {
5339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5340
5341         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5342         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5343         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5344         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5345         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5346         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5347         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5348         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5349         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5350         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5351 }
5352
5353 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5354 {
5355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5356         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5357         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5358         long delta, v;
5359         int i, nid;
5360
5361         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5362
5363         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5364                 /*
5365                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5366                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5367                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5368                  */
5369                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5370                 if (delta)
5371                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5372
5373                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5374                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5375                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5376                         delta += v - statc->state_prev[i];
5377                         statc->state_prev[i] = v;
5378                 }
5379
5380                 if (!delta)
5381                         continue;
5382
5383                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5384                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5385                 if (parent)
5386                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5387         }
5388
5389         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5390                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5391                 if (delta)
5392                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5393
5394                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5395                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5396                         delta += v - statc->events_prev[i];
5397                         statc->events_prev[i] = v;
5398                 }
5399
5400                 if (!delta)
5401                         continue;
5402
5403                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5404                 if (parent)
5405                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5406         }
5407
5408         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5409                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5410                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5411                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5412
5413                 if (parent)
5414                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5415
5416                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5417
5418                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5419                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5420                         if (delta)
5421                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5422
5423                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5424                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5425                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5426                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5427                         }
5428
5429                         if (!delta)
5430                                 continue;
5431
5432                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5433                         if (ppn)
5434                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5435                 }
5436         }
5437 }
5438
5439 #ifdef CONFIG_MMU
5440 /* Handlers for move charge at task migration. */
5441 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5442 {
5443         int ret;
5444
5445         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5446         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5447         if (!ret) {
5448                 mc.precharge += count;
5449                 return ret;
5450         }
5451
5452         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5453         while (count--) {
5454                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5455                 if (ret)
5456                         return ret;
5457                 mc.precharge++;
5458                 cond_resched();
5459         }
5460         return 0;
5461 }
5462
5463 union mc_target {
5464         struct page     *page;
5465         swp_entry_t     ent;
5466 };
5467
5468 enum mc_target_type {
5469         MC_TARGET_NONE = 0,
5470         MC_TARGET_PAGE,
5471         MC_TARGET_SWAP,
5472         MC_TARGET_DEVICE,
5473 };
5474
5475 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5476                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5477 {
5478         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5479
5480         if (!page || !page_mapped(page))
5481                 return NULL;
5482         if (PageAnon(page)) {
5483                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5484                         return NULL;
5485         } else {
5486                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5487                         return NULL;
5488         }
5489         if (!get_page_unless_zero(page))
5490                 return NULL;
5491
5492         return page;
5493 }
5494
5495 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5496 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5497                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5498 {
5499         struct page *page = NULL;
5500         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5501
5502         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5503                 return NULL;
5504
5505         /*
5506          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5507          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5508          * as special swap entry in the CPU page table.
5509          */
5510         if (is_device_private_entry(ent)) {
5511                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5512                 /*
5513                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5514                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5515                  */
5516                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5517                         return NULL;
5518                 return page;
5519         }
5520
5521         if (non_swap_entry(ent))
5522                 return NULL;
5523
5524         /*
5525          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5526          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5527          */
5528         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5529         entry->val = ent.val;
5530
5531         return page;
5532 }
5533 #else
5534 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5535                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5536 {
5537         return NULL;
5538 }
5539 #endif
5540
5541 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5542                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5543 {
5544         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5545                 return NULL;
5546         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5547                 return NULL;
5548
5549         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5550         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5551         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5552                         linear_page_index(vma, addr));
5553 }
5554
5555 /**
5556  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5557  * @page: the page
5558  * @compound: charge the page as compound or small page
5559  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5560  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5561  *
5562  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5563  *
5564  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5565  * from old cgroup.
5566  */
5567 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5568                                    bool compound,
5569                                    struct mem_cgroup *from,
5570                                    struct mem_cgroup *to)
5571 {
5572         struct folio *folio = page_folio(page);
5573         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5574         struct pglist_data *pgdat;
5575         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5576         int nid, ret;
5577
5578         VM_BUG_ON(from == to);
5579         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5580         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5581
5582         /*
5583          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5584          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5585          */
5586         ret = -EBUSY;
5587         if (!folio_trylock(folio))
5588                 goto out;
5589
5590         ret = -EINVAL;
5591         if (folio_memcg(folio) != from)
5592                 goto out_unlock;
5593
5594         pgdat = folio_pgdat(folio);
5595         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5596         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5597
5598         folio_memcg_lock(folio);
5599
5600         if (folio_test_anon(folio)) {
5601                 if (folio_mapped(folio)) {
5602                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5603                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5604                         if (folio_test_transhuge(folio)) {
5605                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5606                                                    -nr_pages);
5607                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5608                                                    nr_pages);
5609                         }
5610                 }
5611         } else {
5612                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5613                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5614
5615                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5616                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5617                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5618                 }
5619
5620                 if (folio_mapped(folio)) {
5621                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5622                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5623                 }
5624
5625                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5626                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5627
5628                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5629                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5630                                                    -nr_pages);
5631                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5632                                                    nr_pages);
5633                         }
5634                 }
5635         }
5636
5637         if (folio_test_writeback(folio)) {
5638                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5639                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5640         }
5641
5642         /*
5643          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5644          *
5645          * It is safe to change page's memcg here because the page
5646          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5647          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5648          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5649          *
5650          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5651          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5652          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5653          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5654          */
5655         smp_mb();
5656
5657         css_get(&to->css);
5658         css_put(&from->css);
5659
5660         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
5661
5662         __folio_memcg_unlock(from);
5663
5664         ret = 0;
5665         nid = folio_nid(folio);
5666
5667         local_irq_disable();
5668         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
5669         memcg_check_events(to, nid);
5670         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
5671         memcg_check_events(from, nid);
5672         local_irq_enable();
5673 out_unlock:
5674         folio_unlock(folio);
5675 out:
5676         return ret;
5677 }
5678
5679 /**
5680  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5681  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5682  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5683  * @ptent: the pte to be checked
5684  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5685  *
5686  * Returns
5687  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5688  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5689  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5690  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5691  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5692  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5693  *     in target->ent.
5694  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5695  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5696  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5697  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5698  *     regular page.
5699  *
5700  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5701  *
5702  * Called with pte lock held.
5703  */
5704
5705 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5706                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5707 {
5708         struct page *page = NULL;
5709         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5710         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5711
5712         if (pte_present(ptent))
5713                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5714         else if (is_swap_pte(ptent))
5715                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5716         else if (pte_none(ptent))
5717                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
5718
5719         if (!page && !ent.val)
5720                 return ret;
5721         if (page) {
5722                 /*
5723                  * Do only loose check w/o serialization.
5724                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5725                  * not under LRU exclusion.
5726                  */
5727                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5728                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5729                         if (is_device_private_page(page))
5730                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5731                         if (target)
5732                                 target->page = page;
5733                 }
5734                 if (!ret || !target)
5735                         put_page(page);
5736         }
5737         /*
5738          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5739          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5740          */
5741         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5742             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5743                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5744                 if (target)
5745                         target->ent = ent;
5746         }
5747         return ret;
5748 }
5749
5750 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5751 /*
5752  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5753  * not support them for now.
5754  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5755  */
5756 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5757                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5758 {
5759         struct page *page = NULL;
5760         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5761
5762         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5763                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5764                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5765                 return ret;
5766         }
5767         page = pmd_page(pmd);
5768         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5769         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5770                 return ret;
5771         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5772                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5773                 if (target) {
5774                         get_page(page);
5775                         target->page = page;
5776                 }
5777         }
5778         return ret;
5779 }
5780 #else
5781 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5782                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5783 {
5784         return MC_TARGET_NONE;
5785 }
5786 #endif
5787
5788 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5789                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5790                                         struct mm_walk *walk)
5791 {
5792         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5793         pte_t *pte;
5794         spinlock_t *ptl;
5795
5796         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5797         if (ptl) {
5798                 /*
5799                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5800                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5801                  * this might change.
5802                  */
5803                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5804                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5805                 spin_unlock(ptl);
5806                 return 0;
5807         }
5808
5809         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5810                 return 0;
5811         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5812         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5813                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5814                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5815         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5816         cond_resched();
5817
5818         return 0;
5819 }
5820
5821 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5822         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5823 };
5824
5825 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5826 {
5827         unsigned long precharge;
5828
5829         mmap_read_lock(mm);
5830         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5831         mmap_read_unlock(mm);
5832
5833         precharge = mc.precharge;
5834         mc.precharge = 0;
5835
5836         return precharge;
5837 }
5838
5839 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5840 {
5841         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5842
5843         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5844         mc.moving_task = current;
5845         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5846 }
5847
5848 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5849 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5850 {
5851         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5852         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5853
5854         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5855         if (mc.precharge) {
5856                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5857                 mc.precharge = 0;
5858         }
5859         /*
5860          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5861          * we must uncharge here.
5862          */
5863         if (mc.moved_charge) {
5864                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5865                 mc.moved_charge = 0;
5866         }
5867         /* we must fixup refcnts and charges */
5868         if (mc.moved_swap) {
5869                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5870                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5871                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5872
5873                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5874
5875                 /*
5876                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5877                  * should uncharge to->memory.
5878                  */
5879                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5880                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5881
5882                 mc.moved_swap = 0;
5883         }
5884         memcg_oom_recover(from);
5885         memcg_oom_recover(to);
5886         wake_up_all(&mc.waitq);
5887 }
5888
5889 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5890 {
5891         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5892
5893         /*
5894          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5895          * task migration.
5896          */
5897         mc.moving_task = NULL;
5898         __mem_cgroup_clear_mc();
5899         spin_lock(&mc.lock);
5900         mc.from = NULL;
5901         mc.to = NULL;
5902         mc.mm = NULL;
5903         spin_unlock(&mc.lock);
5904
5905         mmput(mm);
5906 }
5907
5908 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5909 {
5910         struct cgroup_subsys_state *css;
5911         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5912         struct mem_cgroup *from;
5913         struct task_struct *leader, *p;
5914         struct mm_struct *mm;
5915         unsigned long move_flags;
5916         int ret = 0;
5917
5918         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5919         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5920                 return 0;
5921
5922         /*
5923          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5924          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5925          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5926          * multiple.
5927          */
5928         p = NULL;
5929         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5930                 WARN_ON_ONCE(p);
5931                 p = leader;
5932                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5933         }
5934         if (!p)
5935                 return 0;
5936
5937         /*
5938          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5939          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5940          * So we need to save it, and keep it going.
5941          */
5942         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5943         if (!move_flags)
5944                 return 0;
5945
5946         from = mem_cgroup_from_task(p);
5947
5948         VM_BUG_ON(from == memcg);
5949
5950         mm = get_task_mm(p);
5951         if (!mm)
5952                 return 0;
5953         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5954         if (mm->owner == p) {
5955                 VM_BUG_ON(mc.from);
5956                 VM_BUG_ON(mc.to);
5957                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5958                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5959                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5960
5961                 spin_lock(&mc.lock);
5962                 mc.mm = mm;
5963                 mc.from = from;
5964                 mc.to = memcg;
5965                 mc.flags = move_flags;
5966                 spin_unlock(&mc.lock);
5967                 /* We set mc.moving_task later */
5968
5969                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5970                 if (ret)
5971                         mem_cgroup_clear_mc();
5972         } else {
5973                 mmput(mm);
5974         }
5975         return ret;
5976 }
5977
5978 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5979 {
5980         if (mc.to)
5981                 mem_cgroup_clear_mc();
5982 }
5983
5984 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5985                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5986                                 struct mm_walk *walk)
5987 {
5988         int ret = 0;
5989         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5990         pte_t *pte;
5991         spinlock_t *ptl;
5992         enum mc_target_type target_type;
5993         union mc_target target;
5994         struct page *page;
5995
5996         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5997         if (ptl) {
5998                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5999                         spin_unlock(ptl);
6000                         return 0;
6001                 }
6002                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6003                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6004                         page = target.page;
6005                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6006                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6007                                                              mc.from, mc.to)) {
6008                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6009                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6010                                 }
6011                                 putback_lru_page(page);
6012                         }
6013                         put_page(page);
6014                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6015                         page = target.page;
6016                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6017                                                      mc.from, mc.to)) {
6018                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6019                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6020                         }
6021                         put_page(page);
6022                 }
6023                 spin_unlock(ptl);
6024                 return 0;
6025         }
6026
6027         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6028                 return 0;
6029 retry:
6030         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6031         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6032                 pte_t ptent = *(pte++);
6033                 bool device = false;
6034                 swp_entry_t ent;
6035
6036                 if (!mc.precharge)
6037                         break;
6038
6039                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6040                 case MC_TARGET_DEVICE:
6041                         device = true;
6042                         fallthrough;
6043                 case MC_TARGET_PAGE:
6044                         page = target.page;
6045                         /*
6046                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6047                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6048                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6049                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6050                          */
6051                         if (PageTransCompound(page))
6052                                 goto put;
6053                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6054                                 goto put;
6055                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6056                                                 mc.from, mc.to)) {
6057                                 mc.precharge--;
6058                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6059                                 mc.moved_charge++;
6060                         }
6061                         if (!device)
6062                                 putback_lru_page(page);
6063 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6064                         put_page(page);
6065                         break;
6066                 case MC_TARGET_SWAP:
6067                         ent = target.ent;
6068                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6069                                 mc.precharge--;
6070                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6071                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6072                                 mc.moved_swap++;
6073                         }
6074                         break;
6075                 default:
6076                         break;
6077                 }
6078         }
6079         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6080         cond_resched();
6081
6082         if (addr != end) {
6083                 /*
6084                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6085                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6086                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6087                  * phase.
6088                  */
6089                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6090                 if (!ret)
6091                         goto retry;
6092         }
6093
6094         return ret;
6095 }
6096
6097 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6098         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6099 };
6100
6101 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6102 {
6103         lru_add_drain_all();
6104         /*
6105          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6106          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6107          * for already started RCU-only updates to finish.
6108          */
6109         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6110         synchronize_rcu();
6111 retry:
6112         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6113                 /*
6114                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6115                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6116                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6117                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6118                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6119                  */
6120                 __mem_cgroup_clear_mc();
6121                 cond_resched();
6122                 goto retry;
6123         }
6124         /*
6125          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6126          * additional charge, the page walk just aborts.
6127          */
6128         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6129                         NULL);
6130
6131         mmap_read_unlock(mc.mm);
6132         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6133 }
6134
6135 static void mem_cgroup_move_task(void)
6136 {
6137         if (mc.to) {
6138                 mem_cgroup_move_charge();
6139                 mem_cgroup_clear_mc();
6140         }
6141 }
6142 #else   /* !CONFIG_MMU */
6143 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6144 {
6145         return 0;
6146 }
6147 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6148 {
6149 }
6150 static void mem_cgroup_move_task(void)
6151 {
6152 }
6153 #endif
6154
6155 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6156 {
6157         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6158                 seq_puts(m, "max\n");
6159         else
6160                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6161
6162         return 0;
6163 }
6164
6165 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6166                                struct cftype *cft)
6167 {
6168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6169
6170         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6171 }
6172
6173 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6174 {
6175         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6176                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6177 }
6178
6179 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6180                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6181 {
6182         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6183         unsigned long min;
6184         int err;
6185
6186         buf = strstrip(buf);
6187         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6188         if (err)
6189                 return err;
6190
6191         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6192
6193         return nbytes;
6194 }
6195
6196 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6197 {
6198         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6199                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6200 }
6201
6202 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6203                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6204 {
6205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6206         unsigned long low;
6207         int err;
6208
6209         buf = strstrip(buf);
6210         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6211         if (err)
6212                 return err;
6213
6214         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6215
6216         return nbytes;
6217 }
6218
6219 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6220 {
6221         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6222                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6223 }
6224
6225 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6226                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6227 {
6228         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6229         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6230         bool drained = false;
6231         unsigned long high;
6232         int err;
6233
6234         buf = strstrip(buf);
6235         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6236         if (err)
6237                 return err;
6238
6239         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6240
6241         for (;;) {
6242                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6243                 unsigned long reclaimed;
6244
6245                 if (nr_pages <= high)
6246                         break;
6247
6248                 if (signal_pending(current))
6249                         break;
6250
6251                 if (!drained) {
6252                         drain_all_stock(memcg);
6253                         drained = true;
6254                         continue;
6255                 }
6256
6257                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6258                                                          GFP_KERNEL, true);
6259
6260                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6261                         break;
6262         }
6263
6264         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6265         return nbytes;
6266 }
6267
6268 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6269 {
6270         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6271                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6272 }
6273
6274 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6275                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6276 {
6277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6278         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6279         bool drained = false;
6280         unsigned long max;
6281         int err;
6282
6283         buf = strstrip(buf);
6284         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6285         if (err)
6286                 return err;
6287
6288         xchg(&memcg->memory.max, max);
6289
6290         for (;;) {
6291                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6292
6293                 if (nr_pages <= max)
6294                         break;
6295
6296                 if (signal_pending(current))
6297                         break;
6298
6299                 if (!drained) {
6300                         drain_all_stock(memcg);
6301                         drained = true;
6302                         continue;
6303                 }
6304
6305                 if (nr_reclaims) {
6306                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6307                                                           GFP_KERNEL, true))
6308                                 nr_reclaims--;
6309                         continue;
6310                 }
6311
6312                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6313                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6314                         break;
6315         }
6316
6317         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6318         return nbytes;
6319 }
6320
6321 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6322 {
6323         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6324         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6325         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6326         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6327         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6328                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6329         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6330                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6331 }
6332
6333 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6334 {
6335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6336
6337         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6338         return 0;
6339 }
6340
6341 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6342 {
6343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6344
6345         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6346         return 0;
6347 }
6348
6349 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6350 {
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6352         char *buf;
6353
6354         buf = memory_stat_format(memcg);
6355         if (!buf)
6356                 return -ENOMEM;
6357         seq_puts(m, buf);
6358         kfree(buf);
6359         return 0;
6360 }
6361
6362 #ifdef CONFIG_NUMA
6363 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6364                                                      int item)
6365 {
6366         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6367 }
6368
6369 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6370 {
6371         int i;
6372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6373
6374         mem_cgroup_flush_stats();
6375
6376         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6377                 int nid;
6378
6379                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6380                         continue;
6381
6382                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6383                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6384                         u64 size;
6385                         struct lruvec *lruvec;
6386
6387                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6388                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6389                                                         memory_stats[i].idx);
6390                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6391                 }
6392                 seq_putc(m, '\n');
6393         }
6394
6395         return 0;
6396 }
6397 #endif
6398
6399 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6400 {
6401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6402
6403         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6404
6405         return 0;
6406 }
6407
6408 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6409                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6410 {
6411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6412         int ret, oom_group;
6413
6414         buf = strstrip(buf);
6415         if (!buf)
6416                 return -EINVAL;
6417
6418         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6419         if (ret)
6420                 return ret;
6421
6422         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6423                 return -EINVAL;
6424
6425         memcg->oom_group = oom_group;
6426
6427         return nbytes;
6428 }
6429
6430 static struct cftype memory_files[] = {
6431         {
6432                 .name = "current",
6433                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6434                 .read_u64 = memory_current_read,
6435         },
6436         {
6437                 .name = "min",
6438                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6439                 .seq_show = memory_min_show,
6440                 .write = memory_min_write,
6441         },
6442         {
6443                 .name = "low",
6444                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6445                 .seq_show = memory_low_show,
6446                 .write = memory_low_write,
6447         },
6448         {
6449                 .name = "high",
6450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6451                 .seq_show = memory_high_show,
6452                 .write = memory_high_write,
6453         },
6454         {
6455                 .name = "max",
6456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6457                 .seq_show = memory_max_show,
6458                 .write = memory_max_write,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "events",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6464                 .seq_show = memory_events_show,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "events.local",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6470                 .seq_show = memory_events_local_show,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "stat",
6474                 .seq_show = memory_stat_show,
6475         },
6476 #ifdef CONFIG_NUMA
6477         {
6478                 .name = "numa_stat",
6479                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6480         },
6481 #endif
6482         {
6483                 .name = "oom.group",
6484                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6485                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6486                 .write = memory_oom_group_write,
6487         },
6488         { }     /* terminate */
6489 };
6490
6491 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6492         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6493         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6494         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6495         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6496         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6497         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6498         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6499         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6500         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6501         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6502         .dfl_cftypes = memory_files,
6503         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6504         .early_init = 0,
6505 };
6506
6507 /*
6508  * This function calculates an individual cgroup's effective
6509  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6510  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6511  * distribution in the tree.
6512  *
6513  * The following rules apply to the effective protection values:
6514  *
6515  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6516  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6517  *
6518  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6519  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6520  *    parent's effective protection.
6521  *
6522  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6523  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6524  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6525  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6526  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6527  *
6528  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6529  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6530  *    the unused remainder is available to its siblings.
6531  *
6532  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6533  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6534  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6535  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6536  *
6537  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6538  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6539  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6540  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6541  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6542  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6543  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6544  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6545  *
6546  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6547  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6548  * neighboring subtrees.
6549  */
6550 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6551                                           unsigned long parent_usage,
6552                                           unsigned long setting,
6553                                           unsigned long parent_effective,
6554                                           unsigned long siblings_protected)
6555 {
6556         unsigned long protected;
6557         unsigned long ep;
6558
6559         protected = min(usage, setting);
6560         /*
6561          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6562          * protection then what the parent affords them, distribute
6563          * shares in proportion to utilization.
6564          *
6565          * We are using actual utilization rather than the statically
6566          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6567          * but unused protection is available to siblings that would
6568          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6569          */
6570         if (siblings_protected > parent_effective)
6571                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6572
6573         /*
6574          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6575          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6576          * and utilizes is effectively protected.
6577          *
6578          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6579          * will apply pressure in proportion to that amount.
6580          *
6581          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6582          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6583          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6584          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6585          * protection is always dependent on how memory is actually
6586          * consumed among the siblings anyway.
6587          */
6588         ep = protected;
6589
6590         /*
6591          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6592          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6593          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6594          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6595          * other compete freely over the allowance, but they are
6596          * collectively protected from neighboring trees.
6597          *
6598          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6599          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6600          * the same bytes twice.
6601          *
6602          * Check both usage and parent_usage against the respective
6603          * protected values. One should imply the other, but they
6604          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6605          */
6606         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6607                 return ep;
6608         if (parent_effective > siblings_protected &&
6609             parent_usage > siblings_protected &&
6610             usage > protected) {
6611                 unsigned long unclaimed;
6612
6613                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6614                 unclaimed *= usage - protected;
6615                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6616
6617                 ep += unclaimed;
6618         }
6619
6620         return ep;
6621 }
6622
6623 /**
6624  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6625  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6626  * @memcg: the memory cgroup to check
6627  *
6628  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6629  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6630  */
6631 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6632                                      struct mem_cgroup *memcg)
6633 {
6634         unsigned long usage, parent_usage;
6635         struct mem_cgroup *parent;
6636
6637         if (mem_cgroup_disabled())
6638                 return;
6639
6640         if (!root)
6641                 root = root_mem_cgroup;
6642
6643         /*
6644          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6645          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6646          * details.
6647          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6648          * that special casing.
6649          */
6650         if (memcg == root)
6651                 return;
6652
6653         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6654         if (!usage)
6655                 return;
6656
6657         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6658         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6659         if (!parent)
6660                 return;
6661
6662         if (parent == root) {
6663                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6664                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6665                 return;
6666         }
6667
6668         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6669
6670         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6671                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6672                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6673                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6674
6675         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6676                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6677                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6678                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6679 }
6680
6681 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
6682                         gfp_t gfp)
6683 {
6684         long nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6685         int ret;
6686
6687         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6688         if (ret)
6689                 goto out;
6690
6691         css_get(&memcg->css);
6692         commit_charge(folio, memcg);
6693
6694         local_irq_disable();
6695         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6696         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
6697         local_irq_enable();
6698 out:
6699         return ret;
6700 }
6701
6702 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
6703 {
6704         struct mem_cgroup *memcg;
6705         int ret;
6706
6707         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6708         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6709         css_put(&memcg->css);
6710
6711         return ret;
6712 }
6713
6714 /**
6715  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6716  * @page: page to charge
6717  * @mm: mm context of the victim
6718  * @gfp: reclaim mode
6719  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6720  *
6721  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6722  * adding the page to the swapcache.
6723  *
6724  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6725  */
6726 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6727                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6728 {
6729         struct folio *folio = page_folio(page);
6730         struct mem_cgroup *memcg;
6731         unsigned short id;
6732         int ret;
6733
6734         if (mem_cgroup_disabled())
6735                 return 0;
6736
6737         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6738         rcu_read_lock();
6739         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6740         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6741                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6742         rcu_read_unlock();
6743
6744         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6745
6746         css_put(&memcg->css);
6747         return ret;
6748 }
6749
6750 /*
6751  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6752  * @entry: swap entry for which the page is charged
6753  *
6754  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6755  *
6756  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6757  * is order 0 page.
6758  */
6759 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6760 {
6761         /*
6762          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6763          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6764          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6765          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6766          * the entire time.
6767          *
6768          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6769          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6770          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6771          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6772          */
6773         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6774                 /*
6775                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6776                  * let's not wait for it.  The page already received a
6777                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6778                  */
6779                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6780         }
6781 }
6782
6783 struct uncharge_gather {
6784         struct mem_cgroup *memcg;
6785         unsigned long nr_memory;
6786         unsigned long pgpgout;
6787         unsigned long nr_kmem;
6788         int nid;
6789 };
6790
6791 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6792 {
6793         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6794 }
6795
6796 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6797 {
6798         unsigned long flags;
6799
6800         if (ug->nr_memory) {
6801                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6802                 if (do_memsw_account())
6803                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6804                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6805                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6806                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6807         }
6808
6809         local_irq_save(flags);
6810         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6811         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6812         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
6813         local_irq_restore(flags);
6814
6815         /* drop reference from uncharge_folio */
6816         css_put(&ug->memcg->css);
6817 }
6818
6819 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
6820 {
6821         long nr_pages;
6822         struct mem_cgroup *memcg;
6823         struct obj_cgroup *objcg;
6824         bool use_objcg = folio_memcg_kmem(folio);
6825
6826         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
6827
6828         /*
6829          * Nobody should be changing or seriously looking at
6830          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
6831          * exclusive access to the folio.
6832          */
6833         if (use_objcg) {
6834                 objcg = __folio_objcg(folio);
6835                 /*
6836                  * This get matches the put at the end of the function and
6837                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6838                  */
6839                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6840         } else {
6841                 memcg = __folio_memcg(folio);
6842         }
6843
6844         if (!memcg)
6845                 return;
6846
6847         if (ug->memcg != memcg) {
6848                 if (ug->memcg) {
6849                         uncharge_batch(ug);
6850                         uncharge_gather_clear(ug);
6851                 }
6852                 ug->memcg = memcg;
6853                 ug->nid = folio_nid(folio);
6854
6855                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6856                 css_get(&memcg->css);
6857         }
6858
6859         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6860
6861         if (use_objcg) {
6862                 ug->nr_memory += nr_pages;
6863                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6864
6865                 folio->memcg_data = 0;
6866                 obj_cgroup_put(objcg);
6867         } else {
6868                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6869                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6870                         ug->nr_memory += nr_pages;
6871                 ug->pgpgout++;
6872
6873                 folio->memcg_data = 0;
6874         }
6875
6876         css_put(&memcg->css);
6877 }
6878
6879 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
6880 {
6881         struct uncharge_gather ug;
6882
6883         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
6884         if (!folio_memcg(folio))
6885                 return;
6886
6887         uncharge_gather_clear(&ug);
6888         uncharge_folio(folio, &ug);
6889         uncharge_batch(&ug);
6890 }
6891
6892 /**
6893  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6894  * @page_list: list of pages to uncharge
6895  *
6896  * Uncharge a list of pages previously charged with
6897  * __mem_cgroup_charge().
6898  */
6899 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6900 {
6901         struct uncharge_gather ug;
6902         struct folio *folio;
6903
6904         uncharge_gather_clear(&ug);
6905         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
6906                 uncharge_folio(folio, &ug);
6907         if (ug.memcg)
6908                 uncharge_batch(&ug);
6909 }
6910
6911 /**
6912  * mem_cgroup_migrate - Charge a folio's replacement.
6913  * @old: Currently circulating folio.
6914  * @new: Replacement folio.
6915  *
6916  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
6917  * be uncharged upon free.
6918  *
6919  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
6920  */
6921 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
6922 {
6923         struct mem_cgroup *memcg;
6924         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
6925         unsigned long flags;
6926
6927         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
6928         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
6929         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
6930         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
6931
6932         if (mem_cgroup_disabled())
6933                 return;
6934
6935         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
6936         if (folio_memcg(new))
6937                 return;
6938
6939         memcg = folio_memcg(old);
6940         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
6941         if (!memcg)
6942                 return;
6943
6944         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6945         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6946                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6947                 if (do_memsw_account())
6948                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6949         }
6950
6951         css_get(&memcg->css);
6952         commit_charge(new, memcg);
6953
6954         local_irq_save(flags);
6955         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6956         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
6957         local_irq_restore(flags);
6958 }
6959
6960 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6961 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6962
6963 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6964 {
6965         struct mem_cgroup *memcg;
6966
6967         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6968                 return;
6969
6970         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6971         if (in_interrupt())
6972                 return;
6973
6974         rcu_read_lock();
6975         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6976         if (memcg == root_mem_cgroup)
6977                 goto out;
6978         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6979                 goto out;
6980         if (css_tryget(&memcg->css))
6981                 sk->sk_memcg = memcg;
6982 out:
6983         rcu_read_unlock();
6984 }
6985
6986 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6987 {
6988         if (sk->sk_memcg)
6989                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6990 }
6991
6992 /**
6993  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6994  * @memcg: memcg to charge
6995  * @nr_pages: number of pages to charge
6996  * @gfp_mask: reclaim mode
6997  *
6998  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6999  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7000  */
7001 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7002                              gfp_t gfp_mask)
7003 {
7004         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7005                 struct page_counter *fail;
7006
7007                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7008                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7009                         return true;
7010                 }
7011                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7012                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7013                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7014                         return true;
7015                 }
7016                 return false;
7017         }
7018
7019         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7020                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7021                 return true;
7022         }
7023
7024         return false;
7025 }
7026
7027 /**
7028  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7029  * @memcg: memcg to uncharge
7030  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7031  */
7032 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7033 {
7034         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7035                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7036                 return;
7037         }
7038
7039         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7040
7041         refill_stock(memcg, nr_pages);
7042 }
7043
7044 static int __init cgroup_memory(char *s)
7045 {
7046         char *token;
7047
7048         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7049                 if (!*token)
7050                         continue;
7051                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7052                         cgroup_memory_nosocket = true;
7053                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7054                         cgroup_memory_nokmem = true;
7055         }
7056         return 0;
7057 }
7058 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7059
7060 /*
7061  * subsys_initcall() for memory controller.
7062  *
7063  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7064  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7065  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7066  * should be initialized from here.
7067  */
7068 static int __init mem_cgroup_init(void)
7069 {
7070         int cpu, node;
7071
7072         /*
7073          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7074          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7075          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7076          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7077          */
7078         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7079
7080         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7081                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7082
7083         for_each_possible_cpu(cpu)
7084                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7085                           drain_local_stock);
7086
7087         for_each_node(node) {
7088                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7089
7090                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7091                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7092
7093                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7094                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7095                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7096                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7097         }
7098
7099         return 0;
7100 }
7101 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7102
7103 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7104 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7105 {
7106         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7107                 /*
7108                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7109                  * always be >= 1.
7110                  */
7111                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7112                         VM_BUG_ON(1);
7113                         break;
7114                 }
7115                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7116                 if (!memcg)
7117                         memcg = root_mem_cgroup;
7118         }
7119         return memcg;
7120 }
7121
7122 /**
7123  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7124  * @page: page whose memsw charge to transfer
7125  * @entry: swap entry to move the charge to
7126  *
7127  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7128  */
7129 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7130 {
7131         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7132         unsigned int nr_entries;
7133         unsigned short oldid;
7134
7135         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7136         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7137
7138         if (mem_cgroup_disabled())
7139                 return;
7140
7141         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7142                 return;
7143
7144         memcg = page_memcg(page);
7145
7146         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7147         if (!memcg)
7148                 return;
7149
7150         /*
7151          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7152          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7153          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7154          */
7155         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7156         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7157         /* Get references for the tail pages, too */
7158         if (nr_entries > 1)
7159                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7160         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7161                                    nr_entries);
7162         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7163         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7164
7165         page->memcg_data = 0;
7166
7167         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7168                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7169
7170         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7171                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7172                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7173                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7174         }
7175
7176         /*
7177          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7178          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7179          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7180          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7181          */
7182         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7183         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7184         memcg_check_events(memcg, page_to_nid(page));
7185
7186         css_put(&memcg->css);
7187 }
7188
7189 /**
7190  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7191  * @page: page being added to swap
7192  * @entry: swap entry to charge
7193  *
7194  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7195  *
7196  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7197  */
7198 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7199 {
7200         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7201         struct page_counter *counter;
7202         struct mem_cgroup *memcg;
7203         unsigned short oldid;
7204
7205         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7206                 return 0;
7207
7208         memcg = page_memcg(page);
7209
7210         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7211         if (!memcg)
7212                 return 0;
7213
7214         if (!entry.val) {
7215                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7216                 return 0;
7217         }
7218
7219         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7220
7221         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7222             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7223                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7224                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7225                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7226                 return -ENOMEM;
7227         }
7228
7229         /* Get references for the tail pages, too */
7230         if (nr_pages > 1)
7231                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7232         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7233         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7234         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7235
7236         return 0;
7237 }
7238
7239 /**
7240  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7241  * @entry: swap entry to uncharge
7242  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7243  */
7244 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7245 {
7246         struct mem_cgroup *memcg;
7247         unsigned short id;
7248
7249         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7250         rcu_read_lock();
7251         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7252         if (memcg) {
7253                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7254                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7255                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7256                         else
7257                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7258                 }
7259                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7260                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7261         }
7262         rcu_read_unlock();
7263 }
7264
7265 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7266 {
7267         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7268
7269         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7270                 return nr_swap_pages;
7271         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7272                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7273                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7274                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7275         return nr_swap_pages;
7276 }
7277
7278 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7279 {
7280         struct mem_cgroup *memcg;
7281
7282         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7283
7284         if (vm_swap_full())
7285                 return true;
7286         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7287                 return false;
7288
7289         memcg = page_memcg(page);
7290         if (!memcg)
7291                 return false;
7292
7293         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7294                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7295
7296                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7297                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7298                         return true;
7299         }
7300
7301         return false;
7302 }
7303
7304 static int __init setup_swap_account(char *s)
7305 {
7306         if (!strcmp(s, "1"))
7307                 cgroup_memory_noswap = false;
7308         else if (!strcmp(s, "0"))
7309                 cgroup_memory_noswap = true;
7310         return 1;
7311 }
7312 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7313
7314 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7315                              struct cftype *cft)
7316 {
7317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7318
7319         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7320 }
7321
7322 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7323 {
7324         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7325                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7326 }
7327
7328 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7329                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7330 {
7331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7332         unsigned long high;
7333         int err;
7334
7335         buf = strstrip(buf);
7336         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7337         if (err)
7338                 return err;
7339
7340         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7341
7342         return nbytes;
7343 }
7344
7345 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7346 {
7347         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7348                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7349 }
7350
7351 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7352                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7353 {
7354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7355         unsigned long max;
7356         int err;
7357
7358         buf = strstrip(buf);
7359         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7360         if (err)
7361                 return err;
7362
7363         xchg(&memcg->swap.max, max);
7364
7365         return nbytes;
7366 }
7367
7368 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7369 {
7370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7371
7372         seq_printf(m, "high %lu\n",
7373                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7374         seq_printf(m, "max %lu\n",
7375                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7376         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7377                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7378
7379         return 0;
7380 }
7381
7382 static struct cftype swap_files[] = {
7383         {
7384                 .name = "swap.current",
7385                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7386                 .read_u64 = swap_current_read,
7387         },
7388         {
7389                 .name = "swap.high",
7390                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7391                 .seq_show = swap_high_show,
7392                 .write = swap_high_write,
7393         },
7394         {
7395                 .name = "swap.max",
7396                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7397                 .seq_show = swap_max_show,
7398                 .write = swap_max_write,
7399         },
7400         {
7401                 .name = "swap.events",
7402                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7403                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7404                 .seq_show = swap_events_show,
7405         },
7406         { }     /* terminate */
7407 };
7408
7409 static struct cftype memsw_files[] = {
7410         {
7411                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7412                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7413                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7414         },
7415         {
7416                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7417                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7418                 .write = mem_cgroup_reset,
7419                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7420         },
7421         {
7422                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7423                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7424                 .write = mem_cgroup_write,
7425                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7426         },
7427         {
7428                 .name = "memsw.failcnt",
7429                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7430                 .write = mem_cgroup_reset,
7431                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7432         },
7433         { },    /* terminate */
7434 };
7435
7436 /*
7437  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7438  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7439  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7440  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7441  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7442  */
7443 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7444 {
7445         /* No memory control -> no swap control */
7446         if (mem_cgroup_disabled())
7447                 cgroup_memory_noswap = true;
7448
7449         if (cgroup_memory_noswap)
7450                 return 0;
7451
7452         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7453         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7454
7455         return 0;
7456 }
7457 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7458
7459 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */