2b13b2cf5dcb86552bc891708c3c72b66d81dca3
[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
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page_memcg(page);
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page_memcg_check(page);
567
568         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
569                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
570         if (memcg)
571                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
572         rcu_read_unlock();
573         return ino;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_node *
577 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580
581         return memcg->nodeinfo[nid];
582 }
583
584 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
585 soft_limit_tree_node(int nid)
586 {
587         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
596 }
597
598 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
599                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
600                                          unsigned long new_usage_in_excess)
601 {
602         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
603         struct rb_node *parent = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
605         bool rightmost = true;
606
607         if (mz->on_tree)
608                 return;
609
610         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
611         if (!mz->usage_in_excess)
612                 return;
613         while (*p) {
614                 parent = *p;
615                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
616                                         tree_node);
617                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
618                         p = &(*p)->rb_left;
619                         rightmost = false;
620                 } else {
621                         p = &(*p)->rb_right;
622                 }
623         }
624
625         if (rightmost)
626                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
627
628         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
629         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
630         mz->on_tree = true;
631 }
632
633 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
634                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
635 {
636         if (!mz->on_tree)
637                 return;
638
639         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
640                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
641
642         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
643         mz->on_tree = false;
644 }
645
646 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
647                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
652         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
653         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
654 }
655
656 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
659         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
660         unsigned long excess = 0;
661
662         if (nr_pages > soft_limit)
663                 excess = nr_pages - soft_limit;
664
665         return excess;
666 }
667
668 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
669 {
670         unsigned long excess;
671         struct mem_cgroup_per_node *mz;
672         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
673
674         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
675         if (!mctz)
676                 return;
677         /*
678          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
679          * because their event counter is not touched.
680          */
681         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
682                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
683                 excess = soft_limit_excess(memcg);
684                 /*
685                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
686                  * mem is over its softlimit.
687                  */
688                 if (excess || mz->on_tree) {
689                         unsigned long flags;
690
691                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
692                         /* if on-tree, remove it */
693                         if (mz->on_tree)
694                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
695                         /*
696                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
697                          * If excess is 0, no tree ops.
698                          */
699                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
700                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
701                 }
702         }
703 }
704
705 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
708         struct mem_cgroup_per_node *mz;
709         int nid;
710
711         for_each_node(nid) {
712                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
713                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
714                 if (mctz)
715                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716         }
717 }
718
719 static struct mem_cgroup_per_node *
720 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
721 {
722         struct mem_cgroup_per_node *mz;
723
724 retry:
725         mz = NULL;
726         if (!mctz->rb_rightmost)
727                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
728
729         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
730                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
731         /*
732          * Remove the node now but someone else can add it back,
733          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
734          * position in the tree.
735          */
736         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
738             !css_tryget(&mz->memcg->css))
739                 goto retry;
740 done:
741         return mz;
742 }
743
744 static struct mem_cgroup_per_node *
745 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
746 {
747         struct mem_cgroup_per_node *mz;
748
749         spin_lock_irq(&mctz->lock);
750         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
751         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
752         return mz;
753 }
754
755 /**
756  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
757  * @memcg: the memory cgroup
758  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
759  * @val: delta to add to the counter, can be negative
760  */
761 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
762 {
763         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
764
765         if (mem_cgroup_disabled())
766                 return;
767
768         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
769                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
770
771         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
772         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
773                 struct mem_cgroup *mi;
774
775                 /*
776                  * Batch local counters to keep them in sync with
777                  * the hierarchical ones.
778                  */
779                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
780                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
781                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
782                 x = 0;
783         }
784         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_node *
788 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
789 {
790         struct mem_cgroup *parent;
791
792         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
793         if (!parent)
794                 return NULL;
795         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
796 }
797
798 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
799                               int val)
800 {
801         struct mem_cgroup_per_node *pn;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
804
805         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
806         memcg = pn->memcg;
807
808         /* Update memcg */
809         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
810
811         /* Update lruvec */
812         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
813
814         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
815                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
816
817         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
818         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
819                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
820                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
821
822                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
823                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
824                 x = 0;
825         }
826         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
827 }
828
829 /**
830  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
831  * @lruvec: the lruvec
832  * @idx: the stat item
833  * @val: delta to add to the counter, can be negative
834  *
835  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
836  * function updates the all three counters that are affected by a
837  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
838  */
839 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                         int val)
841 {
842         /* Update node */
843         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
844
845         /* Update memcg and lruvec */
846         if (!mem_cgroup_disabled())
847                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
848 }
849
850 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
851                              int val)
852 {
853         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
854         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
855         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
856         struct lruvec *lruvec;
857
858         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
859         if (!memcg) {
860                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
861                 return;
862         }
863
864         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
865         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
868
869 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
870 {
871         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
872         struct mem_cgroup *memcg;
873         struct lruvec *lruvec;
874
875         rcu_read_lock();
876         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
877
878         /*
879          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
880          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
881          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
882          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
883          */
884         if (!memcg) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 /**
894  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
895  * @memcg: the memory cgroup
896  * @idx: the event item
897  * @count: the number of events that occured
898  */
899 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
900                           unsigned long count)
901 {
902         unsigned long x;
903
904         if (mem_cgroup_disabled())
905                 return;
906
907         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
908         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
909                 struct mem_cgroup *mi;
910
911                 /*
912                  * Batch local counters to keep them in sync with
913                  * the hierarchical ones.
914                  */
915                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
916                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
917                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
918                 x = 0;
919         }
920         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 /**
1047  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1048  * @page: page from which memcg should be extracted.
1049  *
1050  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1051  * root_mem_cgroup is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         rcu_read_lock();
1061         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1062         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1063                 memcg = root_mem_cgroup;
1064         rcu_read_unlock();
1065         return memcg;
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1068
1069 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1070 {
1071         if (in_interrupt())
1072                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1073         else
1074                 return current->active_memcg;
1075 }
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = active_memcg();
1083         if (memcg) {
1084                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1085                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else
1088                         memcg = current->active_memcg;
1089         }
1090         rcu_read_unlock();
1091
1092         return memcg;
1093 }
1094
1095 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1096 {
1097         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1098         if (unlikely(active_memcg()))
1099                 return false;
1100
1101         /* Memcg to charge can't be determined. */
1102         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1103                 return true;
1104
1105         return false;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1110  */
1111 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         if (memcg_kmem_bypass())
1114                 return NULL;
1115
1116         if (unlikely(active_memcg()))
1117                 return get_active_memcg();
1118
1119         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1124  * @root: hierarchy root
1125  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1126  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1127  *
1128  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1129  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1130  *
1131  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1132  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1133  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1134  *
1135  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1136  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1137  * same node.
1138  */
1139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1140                                    struct mem_cgroup *prev,
1141                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1142 {
1143         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1144         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1146         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1147
1148         if (mem_cgroup_disabled())
1149                 return NULL;
1150
1151         if (!root)
1152                 root = root_mem_cgroup;
1153
1154         if (prev && !reclaim)
1155                 pos = prev;
1156
1157         rcu_read_lock();
1158
1159         if (reclaim) {
1160                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1161
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1163                 iter = &mz->iter;
1164
1165                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1166                         goto out_unlock;
1167
1168                 while (1) {
1169                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1170                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1171                                 break;
1172                         /*
1173                          * css reference reached zero, so iter->position will
1174                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1175                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1176                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1177                          * might block it. So we clear iter->position right
1178                          * away.
1179                          */
1180                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1181                 }
1182         }
1183
1184         if (pos)
1185                 css = &pos->css;
1186
1187         for (;;) {
1188                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1189                 if (!css) {
1190                         /*
1191                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1192                          * new one might jump in right at the end of
1193                          * the hierarchy - make sure they see at least
1194                          * one group and restart from the beginning.
1195                          */
1196                         if (!prev)
1197                                 continue;
1198                         break;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1203                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1204                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1205                  */
1206                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1207
1208                 if (css == &root->css)
1209                         break;
1210
1211                 if (css_tryget(css))
1212                         break;
1213
1214                 memcg = NULL;
1215         }
1216
1217         if (reclaim) {
1218                 /*
1219                  * The position could have already been updated by a competing
1220                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1221                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1222                  */
1223                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1224
1225                 if (pos)
1226                         css_put(&pos->css);
1227
1228                 if (!memcg)
1229                         iter->generation++;
1230                 else if (!prev)
1231                         reclaim->generation = iter->generation;
1232         }
1233
1234 out_unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236         if (prev && prev != root)
1237                 css_put(&prev->css);
1238
1239         return memcg;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1244  * @root: hierarchy root
1245  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1246  */
1247 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1248                            struct mem_cgroup *prev)
1249 {
1250         if (!root)
1251                 root = root_mem_cgroup;
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254 }
1255
1256 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1257                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1258 {
1259         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         int nid;
1262
1263         for_each_node(nid) {
1264                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1265                 iter = &mz->iter;
1266                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1273         struct mem_cgroup *last;
1274
1275         do {
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1277                 last = memcg;
1278         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1279
1280         /*
1281          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1282          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1283          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1284          * dead_memcg from cgroup root separately.
1285          */
1286         if (last != root_mem_cgroup)
1287                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1288                                                 dead_memcg);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1293  * @memcg: hierarchy root
1294  * @fn: function to call for each task
1295  * @arg: argument passed to @fn
1296  *
1297  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1298  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1299  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1300  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1301  *
1302  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1303  */
1304 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1305                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1306 {
1307         struct mem_cgroup *iter;
1308         int ret = 0;
1309
1310         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1311
1312         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1313                 struct css_task_iter it;
1314                 struct task_struct *task;
1315
1316                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1317                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1318                         ret = fn(task, arg);
1319                 css_task_iter_end(&it);
1320                 if (ret) {
1321                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1329 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1330 {
1331         struct mem_cgroup *memcg;
1332
1333         if (mem_cgroup_disabled())
1334                 return;
1335
1336         memcg = page_memcg(page);
1337
1338         if (!memcg)
1339                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1340         else
1341                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1342 }
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1347  * @page: the page
1348  *
1349  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1350  * - page locked
1351  * - PageLRU cleared
1352  * - lock_page_memcg()
1353  * - page->_refcount is zero
1354  */
1355 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1356 {
1357         struct lruvec *lruvec;
1358         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1359
1360         rcu_read_lock();
1361         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1362         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1363         rcu_read_unlock();
1364
1365         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1366
1367         return lruvec;
1368 }
1369
1370 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1371 {
1372         struct lruvec *lruvec;
1373         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1374
1375         rcu_read_lock();
1376         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1377         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1378         rcu_read_unlock();
1379
1380         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1381
1382         return lruvec;
1383 }
1384
1385 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1386 {
1387         struct lruvec *lruvec;
1388         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1389
1390         rcu_read_lock();
1391         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1392         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1393         rcu_read_unlock();
1394
1395         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1396
1397         return lruvec;
1398 }
1399
1400 /**
1401  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1402  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1403  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1404  * @zid: zone id of the accounted pages
1405  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1406  *
1407  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1408  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1409  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1410  */
1411 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1412                                 int zid, int nr_pages)
1413 {
1414         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1415         unsigned long *lru_size;
1416         long size;
1417
1418         if (mem_cgroup_disabled())
1419                 return;
1420
1421         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1422         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1423
1424         if (nr_pages < 0)
1425                 *lru_size += nr_pages;
1426
1427         size = *lru_size;
1428         if (WARN_ONCE(size < 0,
1429                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1430                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1431                 VM_BUG_ON(1);
1432                 *lru_size = 0;
1433         }
1434
1435         if (nr_pages > 0)
1436                 *lru_size += nr_pages;
1437 }
1438
1439 /**
1440  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1441  * @memcg: the memory cgroup
1442  *
1443  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1444  * pages.
1445  */
1446 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1447 {
1448         unsigned long margin = 0;
1449         unsigned long count;
1450         unsigned long limit;
1451
1452         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1453         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1454         if (count < limit)
1455                 margin = limit - count;
1456
1457         if (do_memsw_account()) {
1458                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1459                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1460                 if (count < limit)
1461                         margin = min(margin, limit - count);
1462                 else
1463                         margin = 0;
1464         }
1465
1466         return margin;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1471  *
1472  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1473  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1474  * caused by "move".
1475  */
1476 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         struct mem_cgroup *from;
1479         struct mem_cgroup *to;
1480         bool ret = false;
1481         /*
1482          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1483          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1484          */
1485         spin_lock(&mc.lock);
1486         from = mc.from;
1487         to = mc.to;
1488         if (!from)
1489                 goto unlock;
1490
1491         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1492                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1493 unlock:
1494         spin_unlock(&mc.lock);
1495         return ret;
1496 }
1497
1498 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1499 {
1500         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1501                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1502                         DEFINE_WAIT(wait);
1503                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1504                         /* moving charge context might have finished. */
1505                         if (mc.moving_task)
1506                                 schedule();
1507                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1508                         return true;
1509                 }
1510         }
1511         return false;
1512 }
1513
1514 struct memory_stat {
1515         const char *name;
1516         unsigned int idx;
1517 };
1518
1519 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1520         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1521         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1522         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1523         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1524         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1525         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1526         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1527         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1528         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1529         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1532         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1533         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1534 #endif
1535         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1536         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1537         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1538         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1539         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1540         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1541         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1542
1543         /* The memory events */
1544         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1545         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1546         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1547         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1548         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1549         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1550         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1551 };
1552
1553 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1554 static int memcg_page_state_unit(int item)
1555 {
1556         switch (item) {
1557         case MEMCG_PERCPU_B:
1558         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1559         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1560         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1561         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1562         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1563         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1564         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1565         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1566         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1567                 return 1;
1568         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1569                 return SZ_1K;
1570         default:
1571                 return PAGE_SIZE;
1572         }
1573 }
1574
1575 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1576                                                     int item)
1577 {
1578         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1579 }
1580
1581 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         struct seq_buf s;
1584         int i;
1585
1586         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1587         if (!s.buffer)
1588                 return NULL;
1589
1590         /*
1591          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1592          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1593          *
1594          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1595          * 1) generic big picture -> specifics and details
1596          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1597          *
1598          * Current memory state:
1599          */
1600
1601         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1602                 u64 size;
1603
1604                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1605                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1606
1607                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1608                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1609                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1610                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1611                 }
1612         }
1613
1614         /* Accumulated memory events */
1615
1616         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1617                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1618         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1619                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1620         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1621                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1622         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1623                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1624                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1625         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1626                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1627                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1628         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1629                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1630         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1631                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1632         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1633                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1634         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1635                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1636
1637 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1638         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1639                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1640         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1641                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1642 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1643
1644         /* The above should easily fit into one page */
1645         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1646
1647         return s.buffer;
1648 }
1649
1650 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1651 /**
1652  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1653  * memory controller.
1654  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1655  * @p: Task that is going to be killed
1656  *
1657  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1658  * enabled
1659  */
1660 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1661 {
1662         rcu_read_lock();
1663
1664         if (memcg) {
1665                 pr_cont(",oom_memcg=");
1666                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1667         } else
1668                 pr_cont(",global_oom");
1669         if (p) {
1670                 pr_cont(",task_memcg=");
1671                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1672         }
1673         rcu_read_unlock();
1674 }
1675
1676 /**
1677  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1678  * memory controller.
1679  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1680  */
1681 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1682 {
1683         char *buf;
1684
1685         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1686                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1687                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1688         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1689                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1690                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1691                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1692         else {
1693                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1694                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1695                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1696                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1697                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1698                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1699         }
1700
1701         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1702         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1703         pr_cont(":");
1704         buf = memory_stat_format(memcg);
1705         if (!buf)
1706                 return;
1707         pr_info("%s", buf);
1708         kfree(buf);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1713  */
1714 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1715 {
1716         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1717
1718         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1719                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1720                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1721                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1722         } else { /* v1 */
1723                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1724                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1725                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1726
1727                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1728                 }
1729         }
1730         return max;
1731 }
1732
1733 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1734 {
1735         return page_counter_read(&memcg->memory);
1736 }
1737
1738 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1739                                      int order)
1740 {
1741         struct oom_control oc = {
1742                 .zonelist = NULL,
1743                 .nodemask = NULL,
1744                 .memcg = memcg,
1745                 .gfp_mask = gfp_mask,
1746                 .order = order,
1747         };
1748         bool ret = true;
1749
1750         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1751                 return true;
1752
1753         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1754                 goto unlock;
1755
1756         /*
1757          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1758          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1759          */
1760         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1761
1762 unlock:
1763         mutex_unlock(&oom_lock);
1764         return ret;
1765 }
1766
1767 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1768                                    pg_data_t *pgdat,
1769                                    gfp_t gfp_mask,
1770                                    unsigned long *total_scanned)
1771 {
1772         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1773         int total = 0;
1774         int loop = 0;
1775         unsigned long excess;
1776         unsigned long nr_scanned;
1777         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1778                 .pgdat = pgdat,
1779         };
1780
1781         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1782
1783         while (1) {
1784                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1785                 if (!victim) {
1786                         loop++;
1787                         if (loop >= 2) {
1788                                 /*
1789                                  * If we have not been able to reclaim
1790                                  * anything, it might because there are
1791                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1792                                  */
1793                                 if (!total)
1794                                         break;
1795                                 /*
1796                                  * We want to do more targeted reclaim.
1797                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1798                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1799                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1800                                  */
1801                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1802                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1803                                         break;
1804                         }
1805                         continue;
1806                 }
1807                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1808                                         pgdat, &nr_scanned);
1809                 *total_scanned += nr_scanned;
1810                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1811                         break;
1812         }
1813         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1814         return total;
1815 }
1816
1817 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1818 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1819         .name = "memcg_oom_lock",
1820 };
1821 #endif
1822
1823 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1824
1825 /*
1826  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1827  * If someone is running, return false.
1828  */
1829 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1830 {
1831         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1832
1833         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1834
1835         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1836                 if (iter->oom_lock) {
1837                         /*
1838                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1839                          * so we cannot give a lock.
1840                          */
1841                         failed = iter;
1842                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1843                         break;
1844                 } else
1845                         iter->oom_lock = true;
1846         }
1847
1848         if (failed) {
1849                 /*
1850                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1851                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1852                  */
1853                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1854                         if (iter == failed) {
1855                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1856                                 break;
1857                         }
1858                         iter->oom_lock = false;
1859                 }
1860         } else
1861                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1862
1863         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1864
1865         return !failed;
1866 }
1867
1868 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1869 {
1870         struct mem_cgroup *iter;
1871
1872         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1873         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1874         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1875                 iter->oom_lock = false;
1876         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1877 }
1878
1879 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1880 {
1881         struct mem_cgroup *iter;
1882
1883         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1884         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1885                 iter->under_oom++;
1886         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1887 }
1888
1889 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1890 {
1891         struct mem_cgroup *iter;
1892
1893         /*
1894          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1895          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1896          */
1897         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1898         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1899                 if (iter->under_oom > 0)
1900                         iter->under_oom--;
1901         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1902 }
1903
1904 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1905
1906 struct oom_wait_info {
1907         struct mem_cgroup *memcg;
1908         wait_queue_entry_t      wait;
1909 };
1910
1911 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1912         unsigned mode, int sync, void *arg)
1913 {
1914         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1915         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1916         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1917
1918         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1919         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1920
1921         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1922             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1923                 return 0;
1924         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1925 }
1926
1927 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1928 {
1929         /*
1930          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1931          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1932          * this function is called as a result of userland actions
1933          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1934          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1935          * triggering notification.
1936          */
1937         if (memcg && memcg->under_oom)
1938                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1939 }
1940
1941 enum oom_status {
1942         OOM_SUCCESS,
1943         OOM_FAILED,
1944         OOM_ASYNC,
1945         OOM_SKIPPED
1946 };
1947
1948 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1949 {
1950         enum oom_status ret;
1951         bool locked;
1952
1953         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1954                 return OOM_SKIPPED;
1955
1956         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1957
1958         /*
1959          * We are in the middle of the charge context here, so we
1960          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1961          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1962          *
1963          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1964          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1965          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1966          * released.
1967          *
1968          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1969          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1970          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1971          * invoke the oom killer here.
1972          *
1973          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1974          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1975          */
1976         if (memcg->oom_kill_disable) {
1977                 if (!current->in_user_fault)
1978                         return OOM_SKIPPED;
1979                 css_get(&memcg->css);
1980                 current->memcg_in_oom = memcg;
1981                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1982                 current->memcg_oom_order = order;
1983
1984                 return OOM_ASYNC;
1985         }
1986
1987         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1988
1989         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1990
1991         if (locked)
1992                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1993
1994         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1995         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1996                 ret = OOM_SUCCESS;
1997         else
1998                 ret = OOM_FAILED;
1999
2000         if (locked)
2001                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2002
2003         return ret;
2004 }
2005
2006 /**
2007  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2008  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2009  *
2010  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2011  * handler was enabled.
2012  *
2013  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2014  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2015  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2016  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2017  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2018  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2019  *
2020  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2021  * completed, %false otherwise.
2022  */
2023 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2026         struct oom_wait_info owait;
2027         bool locked;
2028
2029         /* OOM is global, do not handle */
2030         if (!memcg)
2031                 return false;
2032
2033         if (!handle)
2034                 goto cleanup;
2035
2036         owait.memcg = memcg;
2037         owait.wait.flags = 0;
2038         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2039         owait.wait.private = current;
2040         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2041
2042         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2043         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2044
2045         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2046
2047         if (locked)
2048                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2049
2050         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2051                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2052                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2053                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2054                                          current->memcg_oom_order);
2055         } else {
2056                 schedule();
2057                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2058                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2059         }
2060
2061         if (locked) {
2062                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2063                 /*
2064                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2065                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2066                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2067                  */
2068                 memcg_oom_recover(memcg);
2069         }
2070 cleanup:
2071         current->memcg_in_oom = NULL;
2072         css_put(&memcg->css);
2073         return true;
2074 }
2075
2076 /**
2077  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2078  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2079  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2080  *
2081  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2082  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2083  *
2084  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2085  */
2086 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2087                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2088 {
2089         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2090         struct mem_cgroup *memcg;
2091
2092         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2093                 return NULL;
2094
2095         if (!oom_domain)
2096                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2097
2098         rcu_read_lock();
2099
2100         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2101         if (memcg == root_mem_cgroup)
2102                 goto out;
2103
2104         /*
2105          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2106          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2107          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2108          */
2109         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2110                 goto out;
2111
2112         /*
2113          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2114          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2115          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2116          */
2117         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2118                 if (memcg->oom_group)
2119                         oom_group = memcg;
2120
2121                 if (memcg == oom_domain)
2122                         break;
2123         }
2124
2125         if (oom_group)
2126                 css_get(&oom_group->css);
2127 out:
2128         rcu_read_unlock();
2129
2130         return oom_group;
2131 }
2132
2133 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2134 {
2135         pr_info("Tasks in ");
2136         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2137         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2138 }
2139
2140 /**
2141  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2142  * @page: the page
2143  *
2144  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2145  * another cgroup.
2146  *
2147  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2148  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2149  * when @page might get freed inside the locked section.
2150  */
2151 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2152 {
2153         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2154         struct mem_cgroup *memcg;
2155         unsigned long flags;
2156
2157         /*
2158          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2159          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2160          * because page moving starts with an RCU grace period.
2161          *
2162          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2163          * the page state that is going to change is the only thing
2164          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2165          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2166          * keep off truncation, migration and so forth.
2167          */
2168         rcu_read_lock();
2169
2170         if (mem_cgroup_disabled())
2171                 return NULL;
2172 again:
2173         memcg = page_memcg(head);
2174         if (unlikely(!memcg))
2175                 return NULL;
2176
2177 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2178         local_irq_save(flags);
2179         might_lock(&memcg->move_lock);
2180         local_irq_restore(flags);
2181 #endif
2182
2183         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2184                 return memcg;
2185
2186         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2187         if (memcg != page_memcg(head)) {
2188                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2189                 goto again;
2190         }
2191
2192         /*
2193          * When charge migration first begins, we can have locked and
2194          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2195          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2196          */
2197         memcg->move_lock_task = current;
2198         memcg->move_lock_flags = flags;
2199
2200         return memcg;
2201 }
2202 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2203
2204 /**
2205  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2206  * @memcg: the memcg
2207  *
2208  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2209  */
2210 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2211 {
2212         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2213                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2214
2215                 memcg->move_lock_task = NULL;
2216                 memcg->move_lock_flags = 0;
2217
2218                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2219         }
2220
2221         rcu_read_unlock();
2222 }
2223
2224 /**
2225  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2226  * @page: the page
2227  */
2228 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2229 {
2230         struct page *head = compound_head(page);
2231
2232         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2233 }
2234 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2235
2236 struct memcg_stock_pcp {
2237         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2238         unsigned int nr_pages;
2239
2240 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2241         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2242         unsigned int nr_bytes;
2243 #endif
2244
2245         struct work_struct work;
2246         unsigned long flags;
2247 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2248 };
2249 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2250 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2251
2252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2253 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2254 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2255                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2256
2257 #else
2258 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2259 {
2260 }
2261 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2262                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2263 {
2264         return false;
2265 }
2266 #endif
2267
2268 /**
2269  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2270  * @memcg: memcg to consume from.
2271  * @nr_pages: how many pages to charge.
2272  *
2273  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2274  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2275  * service an allocation will refill the stock.
2276  *
2277  * returns true if successful, false otherwise.
2278  */
2279 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2280 {
2281         struct memcg_stock_pcp *stock;
2282         unsigned long flags;
2283         bool ret = false;
2284
2285         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2286                 return ret;
2287
2288         local_irq_save(flags);
2289
2290         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2291         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2292                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2293                 ret = true;
2294         }
2295
2296         local_irq_restore(flags);
2297
2298         return ret;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2303  */
2304 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2305 {
2306         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2307
2308         if (!old)
2309                 return;
2310
2311         if (stock->nr_pages) {
2312                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2313                 if (do_memsw_account())
2314                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2315                 stock->nr_pages = 0;
2316         }
2317
2318         css_put(&old->css);
2319         stock->cached = NULL;
2320 }
2321
2322 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2323 {
2324         struct memcg_stock_pcp *stock;
2325         unsigned long flags;
2326
2327         /*
2328          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2329          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2330          */
2331         local_irq_save(flags);
2332
2333         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2334         drain_obj_stock(stock);
2335         drain_stock(stock);
2336         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2337
2338         local_irq_restore(flags);
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2343  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2344  */
2345 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2346 {
2347         struct memcg_stock_pcp *stock;
2348         unsigned long flags;
2349
2350         local_irq_save(flags);
2351
2352         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2353         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2354                 drain_stock(stock);
2355                 css_get(&memcg->css);
2356                 stock->cached = memcg;
2357         }
2358         stock->nr_pages += nr_pages;
2359
2360         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2361                 drain_stock(stock);
2362
2363         local_irq_restore(flags);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2368  * of the hierarchy under it.
2369  */
2370 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2371 {
2372         int cpu, curcpu;
2373
2374         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2375         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2376                 return;
2377         /*
2378          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2379          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2380          * as well as workers from this path always operate on the local
2381          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2382          */
2383         curcpu = get_cpu();
2384         for_each_online_cpu(cpu) {
2385                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2386                 struct mem_cgroup *memcg;
2387                 bool flush = false;
2388
2389                 rcu_read_lock();
2390                 memcg = stock->cached;
2391                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2392                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2393                         flush = true;
2394                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2395                         flush = true;
2396                 rcu_read_unlock();
2397
2398                 if (flush &&
2399                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2400                         if (cpu == curcpu)
2401                                 drain_local_stock(&stock->work);
2402                         else
2403                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2404                 }
2405         }
2406         put_cpu();
2407         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2408 }
2409
2410 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2411 {
2412         struct memcg_stock_pcp *stock;
2413         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2414
2415         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2416         drain_stock(stock);
2417
2418         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2419                 int i;
2420
2421                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2422                         int nid;
2423                         long x;
2424
2425                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2426                         if (x)
2427                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2428                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2429
2430                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2431                                 continue;
2432
2433                         for_each_node(nid) {
2434                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2435
2436                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2437                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2438                                 if (x)
2439                                         do {
2440                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2441                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2442                         }
2443                 }
2444
2445                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2446                         long x;
2447
2448                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2449                         if (x)
2450                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2451                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2452                 }
2453         }
2454
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2459                                   unsigned int nr_pages,
2460                                   gfp_t gfp_mask)
2461 {
2462         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2463
2464         do {
2465                 unsigned long pflags;
2466
2467                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2468                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2469                         continue;
2470
2471                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2472
2473                 psi_memstall_enter(&pflags);
2474                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2475                                                              gfp_mask, true);
2476                 psi_memstall_leave(&pflags);
2477         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2478                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2479
2480         return nr_reclaimed;
2481 }
2482
2483 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2484 {
2485         struct mem_cgroup *memcg;
2486
2487         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2488         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2493  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2494  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2495  */
2496 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2497
2498 /*
2499  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2500  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2501  * below.
2502  *
2503  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2504  *   overage ratio to a delay.
2505  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2506  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2507  *   to produce a reasonable delay curve.
2508  *
2509  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2510  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2511  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2512  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2513  * example, with a high of 100 megabytes:
2514  *
2515  *  +-------+------------------------+
2516  *  | usage | time to allocate in ms |
2517  *  +-------+------------------------+
2518  *  | 100M  |                      0 |
2519  *  | 101M  |                      6 |
2520  *  | 102M  |                     25 |
2521  *  | 103M  |                     57 |
2522  *  | 104M  |                    102 |
2523  *  | 105M  |                    159 |
2524  *  | 106M  |                    230 |
2525  *  | 107M  |                    313 |
2526  *  | 108M  |                    409 |
2527  *  | 109M  |                    518 |
2528  *  | 110M  |                    639 |
2529  *  | 111M  |                    774 |
2530  *  | 112M  |                    921 |
2531  *  | 113M  |                   1081 |
2532  *  | 114M  |                   1254 |
2533  *  | 115M  |                   1439 |
2534  *  | 116M  |                   1638 |
2535  *  | 117M  |                   1849 |
2536  *  | 118M  |                   2000 |
2537  *  | 119M  |                   2000 |
2538  *  | 120M  |                   2000 |
2539  *  +-------+------------------------+
2540  */
2541  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2542  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2543
2544 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2545 {
2546         u64 overage;
2547
2548         if (usage <= high)
2549                 return 0;
2550
2551         /*
2552          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2553          * it was a threshold of 1 page
2554          */
2555         high = max(high, 1UL);
2556
2557         overage = usage - high;
2558         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2559         return div64_u64(overage, high);
2560 }
2561
2562 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2563 {
2564         u64 overage, max_overage = 0;
2565
2566         do {
2567                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2568                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2569                 max_overage = max(overage, max_overage);
2570         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2571                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2572
2573         return max_overage;
2574 }
2575
2576 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2577 {
2578         u64 overage, max_overage = 0;
2579
2580         do {
2581                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2582                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2583                 if (overage)
2584                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2585                 max_overage = max(overage, max_overage);
2586         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2587                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2588
2589         return max_overage;
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2594  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2595  */
2596 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2597                                           unsigned int nr_pages,
2598                                           u64 max_overage)
2599 {
2600         unsigned long penalty_jiffies;
2601
2602         if (!max_overage)
2603                 return 0;
2604
2605         /*
2606          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2607          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2608          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2609          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2610          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2611          * overage amount.
2612          */
2613         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2614         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2615         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2616
2617         /*
2618          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2619          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2620          * 4N-sized allocation.
2621          *
2622          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2623          * larger the current charge patch is than that.
2624          */
2625         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2630  * and reclaims memory over the high limit.
2631  */
2632 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2633 {
2634         unsigned long penalty_jiffies;
2635         unsigned long pflags;
2636         unsigned long nr_reclaimed;
2637         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2638         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2639         struct mem_cgroup *memcg;
2640         bool in_retry = false;
2641
2642         if (likely(!nr_pages))
2643                 return;
2644
2645         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2646         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2647
2648 retry_reclaim:
2649         /*
2650          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2651          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2652          * or breaching resource isolation.
2653          *
2654          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2655          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2656          * allocator run every time an allocation is made.
2657          */
2658         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2659                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2660                                     GFP_KERNEL);
2661
2662         /*
2663          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2664          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2665          */
2666         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2667                                                mem_find_max_overage(memcg));
2668
2669         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2670                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2671
2672         /*
2673          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2674          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2675          * extremely slowly.
2676          */
2677         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2678
2679         /*
2680          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2681          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2682          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2683          * been aggressively reclaimed enough yet.
2684          */
2685         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2686                 goto out;
2687
2688         /*
2689          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2690          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2691          * throttling.
2692          */
2693         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2694                 in_retry = true;
2695                 goto retry_reclaim;
2696         }
2697
2698         /*
2699          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2700          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2701          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2702          */
2703         psi_memstall_enter(&pflags);
2704         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2705         psi_memstall_leave(&pflags);
2706
2707 out:
2708         css_put(&memcg->css);
2709 }
2710
2711 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2712                       unsigned int nr_pages)
2713 {
2714         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2715         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2716         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2717         struct page_counter *counter;
2718         enum oom_status oom_status;
2719         unsigned long nr_reclaimed;
2720         bool may_swap = true;
2721         bool drained = false;
2722         unsigned long pflags;
2723
2724         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2725                 return 0;
2726 retry:
2727         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2728                 return 0;
2729
2730         if (!do_memsw_account() ||
2731             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2732                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2733                         goto done_restock;
2734                 if (do_memsw_account())
2735                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2736                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2737         } else {
2738                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2739                 may_swap = false;
2740         }
2741
2742         if (batch > nr_pages) {
2743                 batch = nr_pages;
2744                 goto retry;
2745         }
2746
2747         /*
2748          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2749          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2750          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2751          * and let these go through as privileged allocations.
2752          */
2753         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2754                 goto force;
2755
2756         /*
2757          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2758          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2759          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2760          * free their memory.
2761          */
2762         if (unlikely(should_force_charge()))
2763                 goto force;
2764
2765         /*
2766          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2767          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2768          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2769          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2770          */
2771         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2772                 goto force;
2773
2774         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2775                 goto nomem;
2776
2777         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2778                 goto nomem;
2779
2780         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2781
2782         psi_memstall_enter(&pflags);
2783         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2784                                                     gfp_mask, may_swap);
2785         psi_memstall_leave(&pflags);
2786
2787         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2788                 goto retry;
2789
2790         if (!drained) {
2791                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2792                 drained = true;
2793                 goto retry;
2794         }
2795
2796         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2797                 goto nomem;
2798         /*
2799          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2800          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2801          * before killing the task.
2802          *
2803          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2804          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2805          * to regular pages anyway in case of failure.
2806          */
2807         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2808                 goto retry;
2809         /*
2810          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2811          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2812          */
2813         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2814                 goto retry;
2815
2816         if (nr_retries--)
2817                 goto retry;
2818
2819         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2820                 goto nomem;
2821
2822         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2823                 goto force;
2824
2825         if (fatal_signal_pending(current))
2826                 goto force;
2827
2828         /*
2829          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2830          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2831          * couldn't make any progress.
2832          */
2833         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2834                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2835         switch (oom_status) {
2836         case OOM_SUCCESS:
2837                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2838                 goto retry;
2839         case OOM_FAILED:
2840                 goto force;
2841         default:
2842                 goto nomem;
2843         }
2844 nomem:
2845         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2846                 return -ENOMEM;
2847 force:
2848         /*
2849          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2850          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2851          * temporarily by force charging it.
2852          */
2853         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2854         if (do_memsw_account())
2855                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2856
2857         return 0;
2858
2859 done_restock:
2860         if (batch > nr_pages)
2861                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2862
2863         /*
2864          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2865          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2866          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2867          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2868          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2869          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2870          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2871          */
2872         do {
2873                 bool mem_high, swap_high;
2874
2875                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2876                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2877                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2878                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2879
2880                 /* Don't bother a random interrupted task */
2881                 if (in_interrupt()) {
2882                         if (mem_high) {
2883                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2884                                 break;
2885                         }
2886                         continue;
2887                 }
2888
2889                 if (mem_high || swap_high) {
2890                         /*
2891                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2892                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2893                          * of the memory or swap footprints.
2894                          *
2895                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2896                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2897                          * based on how much each task is actually allocating.
2898                          */
2899                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2900                         set_notify_resume(current);
2901                         break;
2902                 }
2903         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2904
2905         return 0;
2906 }
2907
2908 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2909 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2910 {
2911         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2912                 return;
2913
2914         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2915         if (do_memsw_account())
2916                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2917 }
2918 #endif
2919
2920 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2921 {
2922         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2923         /*
2924          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2925          *
2926          * - the page lock
2927          * - LRU isolation
2928          * - lock_page_memcg()
2929          * - exclusive reference
2930          */
2931         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2932 }
2933
2934 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2935 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2936                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2937 {
2938         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2939         unsigned long memcg_data;
2940         void *vec;
2941
2942         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2943                            page_to_nid(page));
2944         if (!vec)
2945                 return -ENOMEM;
2946
2947         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2948         if (new_page) {
2949                 /*
2950                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2951                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2952                  * memcg_data can be simply assigned.
2953                  */
2954                 page->memcg_data = memcg_data;
2955         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2956                 /*
2957                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2958                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2959                  * objcg vector should be reused.
2960                  */
2961                 kfree(vec);
2962                 return 0;
2963         }
2964
2965         kmemleak_not_leak(vec);
2966         return 0;
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2971  *
2972  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2973  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2974  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2975  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2976  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2977  *
2978  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2979  * cgroup_mutex, etc.
2980  */
2981 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2982 {
2983         struct page *page;
2984
2985         if (mem_cgroup_disabled())
2986                 return NULL;
2987
2988         page = virt_to_head_page(p);
2989
2990         /*
2991          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2992          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2993          * the page->obj_cgroups.
2994          */
2995         if (page_objcgs_check(page)) {
2996                 struct obj_cgroup *objcg;
2997                 unsigned int off;
2998
2999                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
3000                 objcg = page_objcgs(page)[off];
3001                 if (objcg)
3002                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
3003
3004                 return NULL;
3005         }
3006
3007         /*
3008          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
3009          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
3010          * at that moment, but it can be set concurrently.
3011          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
3012          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3013          */
3014         return page_memcg_check(page);
3015 }
3016
3017 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3018 {
3019         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3020         struct mem_cgroup *memcg;
3021
3022         if (memcg_kmem_bypass())
3023                 return NULL;
3024
3025         rcu_read_lock();
3026         if (unlikely(active_memcg()))
3027                 memcg = active_memcg();
3028         else
3029                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3030
3031         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3032                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3033                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3034                         break;
3035                 objcg = NULL;
3036         }
3037         rcu_read_unlock();
3038
3039         return objcg;
3040 }
3041
3042 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3043 {
3044         int id, size;
3045         int err;
3046
3047         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3048                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3049         if (id < 0)
3050                 return id;
3051
3052         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3053                 return id;
3054
3055         /*
3056          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3057          * so we have to grow them.
3058          */
3059         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3060
3061         size = 2 * (id + 1);
3062         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3063                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3064         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3065                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3066
3067         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3068         if (!err)
3069                 memcg_nr_cache_ids = size;
3070
3071         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3072
3073         if (err) {
3074                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3075                 return err;
3076         }
3077         return id;
3078 }
3079
3080 static void memcg_free_cache_id(int id)
3081 {
3082         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3083 }
3084
3085 /**
3086  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3087  * @memcg: memory cgroup to charge
3088  * @gfp: reclaim mode
3089  * @nr_pages: number of pages to charge
3090  *
3091  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3092  */
3093 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3094                         unsigned int nr_pages)
3095 {
3096         struct page_counter *counter;
3097         int ret;
3098
3099         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3100         if (ret)
3101                 return ret;
3102
3103         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3104             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3105
3106                 /*
3107                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3108                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3109                  * handling code.
3110                  */
3111                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3112                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3113                         return 0;
3114                 }
3115                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3116                 return -ENOMEM;
3117         }
3118         return 0;
3119 }
3120
3121 /**
3122  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3123  * @memcg: memcg to uncharge
3124  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3125  */
3126 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3127 {
3128         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3129                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3130
3131         refill_stock(memcg, nr_pages);
3132 }
3133
3134 /**
3135  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3136  * @page: page to charge
3137  * @gfp: reclaim mode
3138  * @order: allocation order
3139  *
3140  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3141  */
3142 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3143 {
3144         struct mem_cgroup *memcg;
3145         int ret = 0;
3146
3147         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3148         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3149                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3150                 if (!ret) {
3151                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3152                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3153                         return 0;
3154                 }
3155                 css_put(&memcg->css);
3156         }
3157         return ret;
3158 }
3159
3160 /**
3161  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3162  * @page: page to uncharge
3163  * @order: allocation order
3164  */
3165 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3166 {
3167         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3168         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3169
3170         if (!memcg)
3171                 return;
3172
3173         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3174         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3175         page->memcg_data = 0;
3176         css_put(&memcg->css);
3177 }
3178
3179 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3180 {
3181         struct memcg_stock_pcp *stock;
3182         unsigned long flags;
3183         bool ret = false;
3184
3185         local_irq_save(flags);
3186
3187         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3188         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3189                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3190                 ret = true;
3191         }
3192
3193         local_irq_restore(flags);
3194
3195         return ret;
3196 }
3197
3198 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3199 {
3200         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3201
3202         if (!old)
3203                 return;
3204
3205         if (stock->nr_bytes) {
3206                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3207                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3208
3209                 if (nr_pages) {
3210                         rcu_read_lock();
3211                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3212                         rcu_read_unlock();
3213                 }
3214
3215                 /*
3216                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3217                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3218                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3219                  * refill_obj_stock().
3220                  *
3221                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3222                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3223                  * so it might be changed in the future.
3224                  */
3225                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3226                 stock->nr_bytes = 0;
3227         }
3228
3229         obj_cgroup_put(old);
3230         stock->cached_objcg = NULL;
3231 }
3232
3233 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3234                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3235 {
3236         struct mem_cgroup *memcg;
3237
3238         if (stock->cached_objcg) {
3239                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3240                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3241                         return true;
3242         }
3243
3244         return false;
3245 }
3246
3247 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3248 {
3249         struct memcg_stock_pcp *stock;
3250         unsigned long flags;
3251
3252         local_irq_save(flags);
3253
3254         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3255         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3256                 drain_obj_stock(stock);
3257                 obj_cgroup_get(objcg);
3258                 stock->cached_objcg = objcg;
3259                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3260         }
3261         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3262
3263         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3264                 drain_obj_stock(stock);
3265
3266         local_irq_restore(flags);
3267 }
3268
3269 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3270 {
3271         struct mem_cgroup *memcg;
3272         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3273         int ret;
3274
3275         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3276                 return 0;
3277
3278         /*
3279          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3280          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3281          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3282          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3283          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3284          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3285          * refill_obj_stock(), called from this function or
3286          * independently later.
3287          */
3288         rcu_read_lock();
3289 retry:
3290         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3291         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3292                 goto retry;
3293         rcu_read_unlock();
3294
3295         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3296         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3297
3298         if (nr_bytes)
3299                 nr_pages += 1;
3300
3301         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3302         if (!ret && nr_bytes)
3303                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3304
3305         css_put(&memcg->css);
3306         return ret;
3307 }
3308
3309 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3310 {
3311         refill_obj_stock(objcg, size);
3312 }
3313
3314 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3315
3316 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3317 /*
3318  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3319  */
3320 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3321 {
3322         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3323         int i;
3324
3325         if (mem_cgroup_disabled())
3326                 return;
3327
3328         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3329                 css_get(&memcg->css);
3330                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3331         }
3332 }
3333 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3334
3335 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3336 /**
3337  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3338  * @entry: swap entry to be moved
3339  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3340  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3341  *
3342  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3343  * as the mem_cgroup's id of @from.
3344  *
3345  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3346  *
3347  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3348  * both res and memsw, and called css_get().
3349  */
3350 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3351                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3352 {
3353         unsigned short old_id, new_id;
3354
3355         old_id = mem_cgroup_id(from);
3356         new_id = mem_cgroup_id(to);
3357
3358         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3359                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3360                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3361                 return 0;
3362         }
3363         return -EINVAL;
3364 }
3365 #else
3366 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3367                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3368 {
3369         return -EINVAL;
3370 }
3371 #endif
3372
3373 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3374
3375 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3376                                  unsigned long max, bool memsw)
3377 {
3378         bool enlarge = false;
3379         bool drained = false;
3380         int ret;
3381         bool limits_invariant;
3382         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3383
3384         do {
3385                 if (signal_pending(current)) {
3386                         ret = -EINTR;
3387                         break;
3388                 }
3389
3390                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3391                 /*
3392                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3393                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3394                  */
3395                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3396                                            max <= memcg->memsw.max;
3397                 if (!limits_invariant) {
3398                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3399                         ret = -EINVAL;
3400                         break;
3401                 }
3402                 if (max > counter->max)
3403                         enlarge = true;
3404                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3405                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3406
3407                 if (!ret)
3408                         break;
3409
3410                 if (!drained) {
3411                         drain_all_stock(memcg);
3412                         drained = true;
3413                         continue;
3414                 }
3415
3416                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3417                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3418                         ret = -EBUSY;
3419                         break;
3420                 }
3421         } while (true);
3422
3423         if (!ret && enlarge)
3424                 memcg_oom_recover(memcg);
3425
3426         return ret;
3427 }
3428
3429 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3430                                             gfp_t gfp_mask,
3431                                             unsigned long *total_scanned)
3432 {
3433         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3434         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3435         unsigned long reclaimed;
3436         int loop = 0;
3437         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3438         unsigned long excess;
3439         unsigned long nr_scanned;
3440
3441         if (order > 0)
3442                 return 0;
3443
3444         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3445
3446         /*
3447          * Do not even bother to check the largest node if the root
3448          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3449          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3450          */
3451         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3452                 return 0;
3453
3454         /*
3455          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3456          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3457          * pressure
3458          */
3459         do {
3460                 if (next_mz)
3461                         mz = next_mz;
3462                 else
3463                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3464                 if (!mz)
3465                         break;
3466
3467                 nr_scanned = 0;
3468                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3469                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3470                 nr_reclaimed += reclaimed;
3471                 *total_scanned += nr_scanned;
3472                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3473                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3474
3475                 /*
3476                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3477                  * it is time to move on to the next cgroup
3478                  */
3479                 next_mz = NULL;
3480                 if (!reclaimed)
3481                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3482
3483                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3484                 /*
3485                  * One school of thought says that we should not add
3486                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3487                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3488                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3489                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3490                  * term TODO.
3491                  */
3492                 /* If excess == 0, no tree ops */
3493                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3494                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3495                 css_put(&mz->memcg->css);
3496                 loop++;
3497                 /*
3498                  * Could not reclaim anything and there are no more
3499                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3500                  * reclaiming anything.
3501                  */
3502                 if (!nr_reclaimed &&
3503                         (next_mz == NULL ||
3504                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3505                         break;
3506         } while (!nr_reclaimed);
3507         if (next_mz)
3508                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3509         return nr_reclaimed;
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3514  *
3515  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3516  */
3517 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3518 {
3519         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3520
3521         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3522         lru_add_drain_all();
3523
3524         drain_all_stock(memcg);
3525
3526         /* try to free all pages in this cgroup */
3527         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3528                 int progress;
3529
3530                 if (signal_pending(current))
3531                         return -EINTR;
3532
3533                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3534                                                         GFP_KERNEL, true);
3535                 if (!progress) {
3536                         nr_retries--;
3537                         /* maybe some writeback is necessary */
3538                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3539                 }
3540
3541         }
3542
3543         return 0;
3544 }
3545
3546 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3547                                             char *buf, size_t nbytes,
3548                                             loff_t off)
3549 {
3550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3551
3552         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3553                 return -EINVAL;
3554         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3555 }
3556
3557 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3558                                      struct cftype *cft)
3559 {
3560         return 1;
3561 }
3562
3563 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3564                                       struct cftype *cft, u64 val)
3565 {
3566         if (val == 1)
3567                 return 0;
3568
3569         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3570                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3571                      "depend on this functionality.\n");
3572
3573         return -EINVAL;
3574 }
3575
3576 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3577 {
3578         unsigned long val;
3579
3580         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3581                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3582                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3583                 if (swap)
3584                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3585         } else {
3586                 if (!swap)
3587                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3588                 else
3589                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3590         }
3591         return val;
3592 }
3593
3594 enum {
3595         RES_USAGE,
3596         RES_LIMIT,
3597         RES_MAX_USAGE,
3598         RES_FAILCNT,
3599         RES_SOFT_LIMIT,
3600 };
3601
3602 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3603                                struct cftype *cft)
3604 {
3605         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3606         struct page_counter *counter;
3607
3608         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3609         case _MEM:
3610                 counter = &memcg->memory;
3611                 break;
3612         case _MEMSWAP:
3613                 counter = &memcg->memsw;
3614                 break;
3615         case _KMEM:
3616                 counter = &memcg->kmem;
3617                 break;
3618         case _TCP:
3619                 counter = &memcg->tcpmem;
3620                 break;
3621         default:
3622                 BUG();
3623         }
3624
3625         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3626         case RES_USAGE:
3627                 if (counter == &memcg->memory)
3628                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3629                 if (counter == &memcg->memsw)
3630                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3631                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3632         case RES_LIMIT:
3633                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3634         case RES_MAX_USAGE:
3635                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3636         case RES_FAILCNT:
3637                 return counter->failcnt;
3638         case RES_SOFT_LIMIT:
3639                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3640         default:
3641                 BUG();
3642         }
3643 }
3644
3645 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3646 {
3647         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3648         struct mem_cgroup *mi;
3649         int node, cpu, i;
3650
3651         for_each_online_cpu(cpu)
3652                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3653                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3654
3655         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3656                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3657                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3658
3659         for_each_node(node) {
3660                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3661                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3662
3663                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3664                         stat[i] = 0;
3665
3666                 for_each_online_cpu(cpu)
3667                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3668                                 stat[i] += per_cpu(
3669                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3670
3671                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3672                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3673                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3674         }
3675 }
3676
3677 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3678 {
3679         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3680         struct mem_cgroup *mi;
3681         int cpu, i;
3682
3683         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3684                 events[i] = 0;
3685
3686         for_each_online_cpu(cpu)
3687                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3688                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3689                                              cpu);
3690
3691         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3692                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3693                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3694 }
3695
3696 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3697 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3698 {
3699         struct obj_cgroup *objcg;
3700         int memcg_id;
3701
3702         if (cgroup_memory_nokmem)
3703                 return 0;
3704
3705         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3706         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3707
3708         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3709         if (memcg_id < 0)
3710                 return memcg_id;
3711
3712         objcg = obj_cgroup_alloc();
3713         if (!objcg) {
3714                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3715                 return -ENOMEM;
3716         }
3717         objcg->memcg = memcg;
3718         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3719
3720         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3721
3722         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3723         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3724
3725         return 0;
3726 }
3727
3728 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3729 {
3730         struct cgroup_subsys_state *css;
3731         struct mem_cgroup *parent, *child;
3732         int kmemcg_id;
3733
3734         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3735                 return;
3736
3737         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3738
3739         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3740         if (!parent)
3741                 parent = root_mem_cgroup;
3742
3743         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3744
3745         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3746         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3747
3748         /*
3749          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3750          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3751          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3752          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3753          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3754          * memcg_drain_all_list_lrus().
3755          */
3756         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3757         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3758                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3759                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3760                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3761         }
3762         rcu_read_unlock();
3763
3764         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3765
3766         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3767 }
3768
3769 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3770 {
3771         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3772         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3773                 memcg_offline_kmem(memcg);
3774 }
3775 #else
3776 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3777 {
3778         return 0;
3779 }
3780 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3781 {
3782 }
3783 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3784 {
3785 }
3786 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3787
3788 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3789                                  unsigned long max)
3790 {
3791         int ret;
3792
3793         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3794         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3795         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3796         return ret;
3797 }
3798
3799 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3800 {
3801         int ret;
3802
3803         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3804
3805         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3806         if (ret)
3807                 goto out;
3808
3809         if (!memcg->tcpmem_active) {
3810                 /*
3811                  * The active flag needs to be written after the static_key
3812                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3813                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3814                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3815                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3816                  *
3817                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3818                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3819                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3820                  * yet, we'll lose accounting.
3821                  *
3822                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3823                  * because when this value change, the code to process it is not
3824                  * patched in yet.
3825                  */
3826                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3827                 memcg->tcpmem_active = true;
3828         }
3829 out:
3830         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3831         return ret;
3832 }
3833
3834 /*
3835  * The user of this function is...
3836  * RES_LIMIT.
3837  */
3838 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3839                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3840 {
3841         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3842         unsigned long nr_pages;
3843         int ret;
3844
3845         buf = strstrip(buf);
3846         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3847         if (ret)
3848                 return ret;
3849
3850         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3851         case RES_LIMIT:
3852                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3853                         ret = -EINVAL;
3854                         break;
3855                 }
3856                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3857                 case _MEM:
3858                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3859                         break;
3860                 case _MEMSWAP:
3861                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3862                         break;
3863                 case _KMEM:
3864                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3865                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3866                                      "depend on this functionality.\n");
3867                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3868                         break;
3869                 case _TCP:
3870                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3871                         break;
3872                 }
3873                 break;
3874         case RES_SOFT_LIMIT:
3875                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3876                 ret = 0;
3877                 break;
3878         }
3879         return ret ?: nbytes;
3880 }
3881
3882 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3883                                 size_t nbytes, loff_t off)
3884 {
3885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3886         struct page_counter *counter;
3887
3888         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3889         case _MEM:
3890                 counter = &memcg->memory;
3891                 break;
3892         case _MEMSWAP:
3893                 counter = &memcg->memsw;
3894                 break;
3895         case _KMEM:
3896                 counter = &memcg->kmem;
3897                 break;
3898         case _TCP:
3899                 counter = &memcg->tcpmem;
3900                 break;
3901         default:
3902                 BUG();
3903         }
3904
3905         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3906         case RES_MAX_USAGE:
3907                 page_counter_reset_watermark(counter);
3908                 break;
3909         case RES_FAILCNT:
3910                 counter->failcnt = 0;
3911                 break;
3912         default:
3913                 BUG();
3914         }
3915
3916         return nbytes;
3917 }
3918
3919 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3920                                         struct cftype *cft)
3921 {
3922         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3923 }
3924
3925 #ifdef CONFIG_MMU
3926 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3927                                         struct cftype *cft, u64 val)
3928 {
3929         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3930
3931         if (val & ~MOVE_MASK)
3932                 return -EINVAL;
3933
3934         /*
3935          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3936          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3937          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3938          * affect task migrations starting after the change.
3939          */
3940         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3941         return 0;
3942 }
3943 #else
3944 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3945                                         struct cftype *cft, u64 val)
3946 {
3947         return -ENOSYS;
3948 }
3949 #endif
3950
3951 #ifdef CONFIG_NUMA
3952
3953 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3954 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3955 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3956
3957 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3958                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3959 {
3960         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3961         unsigned long nr = 0;
3962         enum lru_list lru;
3963
3964         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3965
3966         for_each_lru(lru) {
3967                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3968                         continue;
3969                 if (tree)
3970                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3971                 else
3972                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3973         }
3974         return nr;
3975 }
3976
3977 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3978                                              unsigned int lru_mask,
3979                                              bool tree)
3980 {
3981         unsigned long nr = 0;
3982         enum lru_list lru;
3983
3984         for_each_lru(lru) {
3985                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3986                         continue;
3987                 if (tree)
3988                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3989                 else
3990                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3991         }
3992         return nr;
3993 }
3994
3995 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3996 {
3997         struct numa_stat {
3998                 const char *name;
3999                 unsigned int lru_mask;
4000         };
4001
4002         static const struct numa_stat stats[] = {
4003                 { "total", LRU_ALL },
4004                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4005                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4006                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4007         };
4008         const struct numa_stat *stat;
4009         int nid;
4010         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4011
4012         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4013                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4014                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4015                                                    false));
4016                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4017                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4018                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4019                                                         stat->lru_mask, false));
4020                 seq_putc(m, '\n');
4021         }
4022
4023         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4024
4025                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4026                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4027                                                    true));
4028                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4029                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4030                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4031                                                         stat->lru_mask, true));
4032                 seq_putc(m, '\n');
4033         }
4034
4035         return 0;
4036 }
4037 #endif /* CONFIG_NUMA */
4038
4039 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4040         NR_FILE_PAGES,
4041         NR_ANON_MAPPED,
4042 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4043         NR_ANON_THPS,
4044 #endif
4045         NR_SHMEM,
4046         NR_FILE_MAPPED,
4047         NR_FILE_DIRTY,
4048         NR_WRITEBACK,
4049         MEMCG_SWAP,
4050 };
4051
4052 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4053         "cache",
4054         "rss",
4055 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4056         "rss_huge",
4057 #endif
4058         "shmem",
4059         "mapped_file",
4060         "dirty",
4061         "writeback",
4062         "swap",
4063 };
4064
4065 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4066 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4067         PGPGIN,
4068         PGPGOUT,
4069         PGFAULT,
4070         PGMAJFAULT,
4071 };
4072
4073 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4074 {
4075         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4076         unsigned long memory, memsw;
4077         struct mem_cgroup *mi;
4078         unsigned int i;
4079
4080         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4081
4082         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4083                 unsigned long nr;
4084
4085                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4086                         continue;
4087                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4088                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4089         }
4090
4091         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4092                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4093                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4094
4095         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4096                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4097                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4098                            PAGE_SIZE);
4099
4100         /* Hierarchical information */
4101         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4102         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4103                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4104                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4105         }
4106         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4107                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4108         if (do_memsw_account())
4109                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4110                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4111
4112         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4113                 unsigned long nr;
4114
4115                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4116                         continue;
4117                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4118                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4119                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4120         }
4121
4122         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4123                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4124                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4125                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4126
4127         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4128                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4129                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4130                            PAGE_SIZE);
4131
4132 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4133         {
4134                 pg_data_t *pgdat;
4135                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4136                 unsigned long anon_cost = 0;
4137                 unsigned long file_cost = 0;
4138
4139                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4140                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4141
4142                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4143                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4144                 }
4145                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4146                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4147         }
4148 #endif
4149
4150         return 0;
4151 }
4152
4153 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4154                                       struct cftype *cft)
4155 {
4156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4157
4158         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4159 }
4160
4161 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4162                                        struct cftype *cft, u64 val)
4163 {
4164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4165
4166         if (val > 100)
4167                 return -EINVAL;
4168
4169         if (css->parent)
4170                 memcg->swappiness = val;
4171         else
4172                 vm_swappiness = val;
4173
4174         return 0;
4175 }
4176
4177 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4178 {
4179         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4180         unsigned long usage;
4181         int i;
4182
4183         rcu_read_lock();
4184         if (!swap)
4185                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4186         else
4187                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4188
4189         if (!t)
4190                 goto unlock;
4191
4192         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4193
4194         /*
4195          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4196          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4197          * call of __mem_cgroup_threshold().
4198          */
4199         i = t->current_threshold;
4200
4201         /*
4202          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4203          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4204          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4205          * only one element of the array here.
4206          */
4207         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4208                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4209
4210         /* i = current_threshold + 1 */
4211         i++;
4212
4213         /*
4214          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4215          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4216          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4217          * only one element of the array here.
4218          */
4219         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4220                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4221
4222         /* Update current_threshold */
4223         t->current_threshold = i - 1;
4224 unlock:
4225         rcu_read_unlock();
4226 }
4227
4228 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4229 {
4230         while (memcg) {
4231                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4232                 if (do_memsw_account())
4233                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4234
4235                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4236         }
4237 }
4238
4239 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4240 {
4241         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4242         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4243
4244         if (_a->threshold > _b->threshold)
4245                 return 1;
4246
4247         if (_a->threshold < _b->threshold)
4248                 return -1;
4249
4250         return 0;
4251 }
4252
4253 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4254 {
4255         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4256
4257         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4258
4259         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4260                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4261
4262         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4263         return 0;
4264 }
4265
4266 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4267 {
4268         struct mem_cgroup *iter;
4269
4270         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4271                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4272 }
4273
4274 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4275         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4276 {
4277         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4278         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4279         unsigned long threshold;
4280         unsigned long usage;
4281         int i, size, ret;
4282
4283         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4284         if (ret)
4285                 return ret;
4286
4287         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4288
4289         if (type == _MEM) {
4290                 thresholds = &memcg->thresholds;
4291                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4292         } else if (type == _MEMSWAP) {
4293                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4294                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4295         } else
4296                 BUG();
4297
4298         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4299         if (thresholds->primary)
4300                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4301
4302         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4303
4304         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4305         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4306         if (!new) {
4307                 ret = -ENOMEM;
4308                 goto unlock;
4309         }
4310         new->size = size;
4311
4312         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4313         if (thresholds->primary)
4314                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4315                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4316
4317         /* Add new threshold */
4318         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4319         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4320
4321         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4322         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4323                         compare_thresholds, NULL);
4324
4325         /* Find current threshold */
4326         new->current_threshold = -1;
4327         for (i = 0; i < size; i++) {
4328                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4329                         /*
4330                          * new->current_threshold will not be used until
4331                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4332                          * it here.
4333                          */
4334                         ++new->current_threshold;
4335                 } else
4336                         break;
4337         }
4338
4339         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4340         kfree(thresholds->spare);
4341         thresholds->spare = thresholds->primary;
4342
4343         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4344
4345         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4346         synchronize_rcu();
4347
4348 unlock:
4349         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4350
4351         return ret;
4352 }
4353
4354 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4355         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4356 {
4357         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4358 }
4359
4360 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4361         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4362 {
4363         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4364 }
4365
4366 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4367         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4368 {
4369         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4370         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4371         unsigned long usage;
4372         int i, j, size, entries;
4373
4374         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4375
4376         if (type == _MEM) {
4377                 thresholds = &memcg->thresholds;
4378                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4379         } else if (type == _MEMSWAP) {
4380                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4381                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4382         } else
4383                 BUG();
4384
4385         if (!thresholds->primary)
4386                 goto unlock;
4387
4388         /* Check if a threshold crossed before removing */
4389         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4390
4391         /* Calculate new number of threshold */
4392         size = entries = 0;
4393         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4394                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4395                         size++;
4396                 else
4397                         entries++;
4398         }
4399
4400         new = thresholds->spare;
4401
4402         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4403         if (!entries)
4404                 goto unlock;
4405
4406         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4407         if (!size) {
4408                 kfree(new);
4409                 new = NULL;
4410                 goto swap_buffers;
4411         }
4412
4413         new->size = size;
4414
4415         /* Copy thresholds and find current threshold */
4416         new->current_threshold = -1;
4417         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4418                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4419                         continue;
4420
4421                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4422                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4423                         /*
4424                          * new->current_threshold will not be used
4425                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4426                          * it here.
4427                          */
4428                         ++new->current_threshold;
4429                 }
4430                 j++;
4431         }
4432
4433 swap_buffers:
4434         /* Swap primary and spare array */
4435         thresholds->spare = thresholds->primary;
4436
4437         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4438
4439         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4440         synchronize_rcu();
4441
4442         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4443         if (!new) {
4444                 kfree(thresholds->spare);
4445                 thresholds->spare = NULL;
4446         }
4447 unlock:
4448         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4449 }
4450
4451 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4452         struct eventfd_ctx *eventfd)
4453 {
4454         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4455 }
4456
4457 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4458         struct eventfd_ctx *eventfd)
4459 {
4460         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4461 }
4462
4463 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4464         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4465 {
4466         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4467
4468         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4469         if (!event)
4470                 return -ENOMEM;
4471
4472         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4473
4474         event->eventfd = eventfd;
4475         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4476
4477         /* already in OOM ? */
4478         if (memcg->under_oom)
4479                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4480         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4481
4482         return 0;
4483 }
4484
4485 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4486         struct eventfd_ctx *eventfd)
4487 {
4488         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4489
4490         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4491
4492         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4493                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4494                         list_del(&ev->list);
4495                         kfree(ev);
4496                 }
4497         }
4498
4499         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4500 }
4501
4502 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4503 {
4504         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4505
4506         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4507         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4508         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4509                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4510         return 0;
4511 }
4512
4513 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4514         struct cftype *cft, u64 val)
4515 {
4516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4517
4518         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4519         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4520                 return -EINVAL;
4521
4522         memcg->oom_kill_disable = val;
4523         if (!val)
4524                 memcg_oom_recover(memcg);
4525
4526         return 0;
4527 }
4528
4529 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4530
4531 #include <trace/events/writeback.h>
4532
4533 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4534 {
4535         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4536 }
4537
4538 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4539 {
4540         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4541 }
4542
4543 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4544 {
4545         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4546 }
4547
4548 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4551
4552         if (!memcg->css.parent)
4553                 return NULL;
4554
4555         return &memcg->cgwb_domain;
4556 }
4557
4558 /*
4559  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4560  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4561  */
4562 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4563 {
4564         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4565         int cpu;
4566
4567         for_each_online_cpu(cpu)
4568                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4569         if (x < 0)
4570                 x = 0;
4571         return x;
4572 }
4573
4574 /**
4575  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4576  * @wb: bdi_writeback in question
4577  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4578  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4579  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4580  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4581  *
4582  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4583  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4584  * is a bit more involved.
4585  *
4586  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4587  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4588  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4589  * available memory in the system.  The caller should further cap
4590  * *@pheadroom accordingly.
4591  */
4592 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4593                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4594                          unsigned long *pwriteback)
4595 {
4596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4597         struct mem_cgroup *parent;
4598
4599         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4600
4601         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4602         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4603                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4604         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4605
4606         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4607                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4608                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4609                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4610
4611                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4612                 memcg = parent;
4613         }
4614 }
4615
4616 /*
4617  * Foreign dirty flushing
4618  *
4619  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4620  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4621  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4622  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4623  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4624  * different cgroups isn't a common use-case.
4625  *
4626  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4627  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4628  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4629  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4630  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4631  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4632  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4633  * make writeback of the dirty pages happen.
4634  *
4635  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4636  * severely throttled after making some progress after each
4637  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4638  * completely idle.
4639  *
4640  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4641  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4642  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4643  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4644  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4645  *
4646  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4647  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4648  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4649  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4650  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4651  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4652  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4653  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4654  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4655  *
4656  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4657  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4658  * records are lockless and racy.
4659  */
4660 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4661                                              struct bdi_writeback *wb)
4662 {
4663         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4664         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4665         u64 now = get_jiffies_64();
4666         u64 oldest_at = now;
4667         int oldest = -1;
4668         int i;
4669
4670         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4671
4672         /*
4673          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4674          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4675          * written out.
4676          */
4677         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4678                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4679                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4680                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4681                         break;
4682                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4683                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4684                         oldest = i;
4685                         oldest_at = frn->at;
4686                 }
4687         }
4688
4689         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4690                 /*
4691                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4692                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4693                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4694                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4695                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4696                  */
4697                 unsigned long update_intv =
4698                         min_t(unsigned long, HZ,
4699                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4700
4701                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4702                         frn->at = now;
4703         } else if (oldest >= 0) {
4704                 /* replace the oldest free one */
4705                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4706                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4707                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4708                 frn->at = now;
4709         }
4710 }
4711
4712 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4713 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4714 {
4715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4716         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4717         u64 now = jiffies_64;
4718         int i;
4719
4720         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4721                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4722
4723                 /*
4724                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4725                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4726                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4727                  * already one in flight.
4728                  */
4729                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4730                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4731                         frn->at = 0;
4732                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4733                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4734                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4735                                                &frn->done);
4736                 }
4737         }
4738 }
4739
4740 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4741
4742 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4743 {
4744         return 0;
4745 }
4746
4747 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4748 {
4749 }
4750
4751 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4752 {
4753 }
4754
4755 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4756
4757 /*
4758  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4759  *
4760  * "cgroup.event_control" implementation.
4761  *
4762  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4763  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4764  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4765  *
4766  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4767  * possible.
4768  */
4769
4770 /*
4771  * Unregister event and free resources.
4772  *
4773  * Gets called from workqueue.
4774  */
4775 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4776 {
4777         struct mem_cgroup_event *event =
4778                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4779         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4780
4781         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4782
4783         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4784
4785         /* Notify userspace the event is going away. */
4786         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4787
4788         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4789         kfree(event);
4790         css_put(&memcg->css);
4791 }
4792
4793 /*
4794  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4795  *
4796  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4797  */
4798 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4799                             int sync, void *key)
4800 {
4801         struct mem_cgroup_event *event =
4802                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4803         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4804         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4805
4806         if (flags & EPOLLHUP) {
4807                 /*
4808                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4809                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4810                  * for us.
4811                  *
4812                  * We can't race against event freeing since the other
4813                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4814                  * which we hold.
4815                  */
4816                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4817                 if (!list_empty(&event->list)) {
4818                         list_del_init(&event->list);
4819                         /*
4820                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4821                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4822                          */
4823                         schedule_work(&event->remove);
4824                 }
4825                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4826         }
4827
4828         return 0;
4829 }
4830
4831 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4832                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4833 {
4834         struct mem_cgroup_event *event =
4835                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4836
4837         event->wqh = wqh;
4838         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4839 }
4840
4841 /*
4842  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4843  *
4844  * Parse input and register new cgroup event handler.
4845  *
4846  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4847  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4848  */
4849 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4850                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4851 {
4852         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4854         struct mem_cgroup_event *event;
4855         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4856         unsigned int efd, cfd;
4857         struct fd efile;
4858         struct fd cfile;
4859         const char *name;
4860         char *endp;
4861         int ret;
4862
4863         buf = strstrip(buf);
4864
4865         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4866         if (*endp != ' ')
4867                 return -EINVAL;
4868         buf = endp + 1;
4869
4870         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4871         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4872                 return -EINVAL;
4873         buf = endp + 1;
4874
4875         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4876         if (!event)
4877                 return -ENOMEM;
4878
4879         event->memcg = memcg;
4880         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4881         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4882         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4883         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4884
4885         efile = fdget(efd);
4886         if (!efile.file) {
4887                 ret = -EBADF;
4888                 goto out_kfree;
4889         }
4890
4891         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4892         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4893                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4894                 goto out_put_efile;
4895         }
4896
4897         cfile = fdget(cfd);
4898         if (!cfile.file) {
4899                 ret = -EBADF;
4900                 goto out_put_eventfd;
4901         }
4902
4903         /* the process need read permission on control file */
4904         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4905         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4906         if (ret < 0)
4907                 goto out_put_cfile;
4908
4909         /*
4910          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4911          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4912          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4913          * is for compatibility anyway.
4914          *
4915          * DO NOT ADD NEW FILES.
4916          */
4917         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4918
4919         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4920                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4921                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4922         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4923                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4924                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4925         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4926                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4927                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4928         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4929                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4930                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4931         } else {
4932                 ret = -EINVAL;
4933                 goto out_put_cfile;
4934         }
4935
4936         /*
4937          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4938          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4939          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4940          */
4941         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4942                                                &memory_cgrp_subsys);
4943         ret = -EINVAL;
4944         if (IS_ERR(cfile_css))
4945                 goto out_put_cfile;
4946         if (cfile_css != css) {
4947                 css_put(cfile_css);
4948                 goto out_put_cfile;
4949         }
4950
4951         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4952         if (ret)
4953                 goto out_put_css;
4954
4955         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4956
4957         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4958         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4959         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4960
4961         fdput(cfile);
4962         fdput(efile);
4963
4964         return nbytes;
4965
4966 out_put_css:
4967         css_put(css);
4968 out_put_cfile:
4969         fdput(cfile);
4970 out_put_eventfd:
4971         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4972 out_put_efile:
4973         fdput(efile);
4974 out_kfree:
4975         kfree(event);
4976
4977         return ret;
4978 }
4979
4980 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4981         {
4982                 .name = "usage_in_bytes",
4983                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4984                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4985         },
4986         {
4987                 .name = "max_usage_in_bytes",
4988                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4989                 .write = mem_cgroup_reset,
4990                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4991         },
4992         {
4993                 .name = "limit_in_bytes",
4994                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4995                 .write = mem_cgroup_write,
4996                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4997         },
4998         {
4999                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5000                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5001                 .write = mem_cgroup_write,
5002                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5003         },
5004         {
5005                 .name = "failcnt",
5006                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5007                 .write = mem_cgroup_reset,
5008                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5009         },
5010         {
5011                 .name = "stat",
5012                 .seq_show = memcg_stat_show,
5013         },
5014         {
5015                 .name = "force_empty",
5016                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "use_hierarchy",
5020                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5021                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5022         },
5023         {
5024                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5025                 .write = memcg_write_event_control,
5026                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5027         },
5028         {
5029                 .name = "swappiness",
5030                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5031                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5035                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5036                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "oom_control",
5040                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5041                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5042                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5043         },
5044         {
5045                 .name = "pressure_level",
5046         },
5047 #ifdef CONFIG_NUMA
5048         {
5049                 .name = "numa_stat",
5050                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5051         },
5052 #endif
5053         {
5054                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5055                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5056                 .write = mem_cgroup_write,
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5062                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5063         },
5064         {
5065                 .name = "kmem.failcnt",
5066                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5067                 .write = mem_cgroup_reset,
5068                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5069         },
5070         {
5071                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5072                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5073                 .write = mem_cgroup_reset,
5074                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5075         },
5076 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5077         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5078         {
5079                 .name = "kmem.slabinfo",
5080                 .seq_show = memcg_slab_show,
5081         },
5082 #endif
5083         {
5084                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5085                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5086                 .write = mem_cgroup_write,
5087                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5088         },
5089         {
5090                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5091                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5092                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5093         },
5094         {
5095                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5096                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5097                 .write = mem_cgroup_reset,
5098                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5099         },
5100         {
5101                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5102                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5103                 .write = mem_cgroup_reset,
5104                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5105         },
5106         { },    /* terminate */
5107 };
5108
5109 /*
5110  * Private memory cgroup IDR
5111  *
5112  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5113  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5114  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5115  * memory-controlled cgroups to 64k.
5116  *
5117  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5118  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5119  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5120  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5121  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5122  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5123  *
5124  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5125  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5126  * when the CSS is offlined.
5127  *
5128  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5129  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5130  * those references are manageable from userspace.
5131  */
5132
5133 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5134
5135 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5136 {
5137         if (memcg->id.id > 0) {
5138                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5139                 memcg->id.id = 0;
5140         }
5141 }
5142
5143 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5144                                                   unsigned int n)
5145 {
5146         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5147 }
5148
5149 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5150 {
5151         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5152                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5153
5154                 /* Memcg ID pins CSS */
5155                 css_put(&memcg->css);
5156         }
5157 }
5158
5159 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5160 {
5161         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5162 }
5163
5164 /**
5165  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5166  * @id: the memcg id to look up
5167  *
5168  * Caller must hold rcu_read_lock().
5169  */
5170 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5171 {
5172         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5173         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5174 }
5175
5176 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5177 {
5178         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5179         int tmp = node;
5180         /*
5181          * This routine is called against possible nodes.
5182          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5183          *
5184          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5185          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5186          *       function.
5187          */
5188         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5189                 tmp = -1;
5190         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5191         if (!pn)
5192                 return 1;
5193
5194         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5195                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5196         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5197                 kfree(pn);
5198                 return 1;
5199         }
5200
5201         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5202                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5203         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5204                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5205                 kfree(pn);
5206                 return 1;
5207         }
5208
5209         lruvec_init(&pn->lruvec);
5210         pn->usage_in_excess = 0;
5211         pn->on_tree = false;
5212         pn->memcg = memcg;
5213
5214         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5215         return 0;
5216 }
5217
5218 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5219 {
5220         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5221
5222         if (!pn)
5223                 return;
5224
5225         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5226         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5227         kfree(pn);
5228 }
5229
5230 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5231 {
5232         int node;
5233
5234         for_each_node(node)
5235                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5236         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5237         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5238         kfree(memcg);
5239 }
5240
5241 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5242 {
5243         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5244         /*
5245          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5246          * on parent's and all ancestor levels.
5247          */
5248         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5249         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5250         __mem_cgroup_free(memcg);
5251 }
5252
5253 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5254 {
5255         struct mem_cgroup *memcg;
5256         unsigned int size;
5257         int node;
5258         int __maybe_unused i;
5259         long error = -ENOMEM;
5260
5261         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5262         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5263
5264         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5265         if (!memcg)
5266                 return ERR_PTR(error);
5267
5268         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5269                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5270                                  GFP_KERNEL);
5271         if (memcg->id.id < 0) {
5272                 error = memcg->id.id;
5273                 goto fail;
5274         }
5275
5276         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5277                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5278         if (!memcg->vmstats_local)
5279                 goto fail;
5280
5281         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5282                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5283         if (!memcg->vmstats_percpu)
5284                 goto fail;
5285
5286         for_each_node(node)
5287                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5288                         goto fail;
5289
5290         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5291                 goto fail;
5292
5293         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5294         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5295         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5296         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5297         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5298         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5299         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5300         memcg->socket_pressure = jiffies;
5301 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5302         memcg->kmemcg_id = -1;
5303         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5304 #endif
5305 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5306         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5307         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5308                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5309                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5310 #endif
5311 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5312         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5313         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5314         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5315 #endif
5316         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5317         return memcg;
5318 fail:
5319         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5320         __mem_cgroup_free(memcg);
5321         return ERR_PTR(error);
5322 }
5323
5324 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5325 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5326 {
5327         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5328         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5329         long error = -ENOMEM;
5330
5331         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5332         memcg = mem_cgroup_alloc();
5333         set_active_memcg(old_memcg);
5334         if (IS_ERR(memcg))
5335                 return ERR_CAST(memcg);
5336
5337         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5338         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5339         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5340         if (parent) {
5341                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5342                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5343
5344                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5345                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5346                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5347                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5348         } else {
5349                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5350                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5351                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5352                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5353
5354                 root_mem_cgroup = memcg;
5355                 return &memcg->css;
5356         }
5357
5358         /* The following stuff does not apply to the root */
5359         error = memcg_online_kmem(memcg);
5360         if (error)
5361                 goto fail;
5362
5363         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5364                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5365
5366         return &memcg->css;
5367 fail:
5368         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5369         mem_cgroup_free(memcg);
5370         return ERR_PTR(error);
5371 }
5372
5373 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5374 {
5375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5376
5377         /*
5378          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5379          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5380          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5381          */
5382         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5383                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5384                 return -ENOMEM;
5385         }
5386
5387         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5388         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5389         css_get(css);
5390         return 0;
5391 }
5392
5393 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5394 {
5395         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5396         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5397
5398         /*
5399          * Unregister events and notify userspace.
5400          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5401          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5402          */
5403         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5404         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5405                 list_del_init(&event->list);
5406                 schedule_work(&event->remove);
5407         }
5408         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5409
5410         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5411         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5412
5413         memcg_offline_kmem(memcg);
5414         wb_memcg_offline(memcg);
5415
5416         drain_all_stock(memcg);
5417
5418         mem_cgroup_id_put(memcg);
5419 }
5420
5421 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5422 {
5423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5424
5425         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5426 }
5427
5428 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5429 {
5430         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5431         int __maybe_unused i;
5432
5433 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5434         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5435                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5436 #endif
5437         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5438                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5439
5440         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5441                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5442
5443         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5444         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5445         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5446         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5447         memcg_free_kmem(memcg);
5448         mem_cgroup_free(memcg);
5449 }
5450
5451 /**
5452  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5453  * @css: the target css
5454  *
5455  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5456  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5457  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5458  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5459  * made visible again.
5460  *
5461  * The current implementation only resets the essential configurations.
5462  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5463  */
5464 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5465 {
5466         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5467
5468         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5469         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5470         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5471         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5472         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5473         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5474         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5475         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5476         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5477         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5478 }
5479
5480 #ifdef CONFIG_MMU
5481 /* Handlers for move charge at task migration. */
5482 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5483 {
5484         int ret;
5485
5486         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5487         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5488         if (!ret) {
5489                 mc.precharge += count;
5490                 return ret;
5491         }
5492
5493         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5494         while (count--) {
5495                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5496                 if (ret)
5497                         return ret;
5498                 mc.precharge++;
5499                 cond_resched();
5500         }
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 union mc_target {
5505         struct page     *page;
5506         swp_entry_t     ent;
5507 };
5508
5509 enum mc_target_type {
5510         MC_TARGET_NONE = 0,
5511         MC_TARGET_PAGE,
5512         MC_TARGET_SWAP,
5513         MC_TARGET_DEVICE,
5514 };
5515
5516 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5517                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5518 {
5519         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5520
5521         if (!page || !page_mapped(page))
5522                 return NULL;
5523         if (PageAnon(page)) {
5524                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5525                         return NULL;
5526         } else {
5527                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5528                         return NULL;
5529         }
5530         if (!get_page_unless_zero(page))
5531                 return NULL;
5532
5533         return page;
5534 }
5535
5536 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5537 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5538                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5539 {
5540         struct page *page = NULL;
5541         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5542
5543         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5544                 return NULL;
5545
5546         /*
5547          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5548          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5549          * as special swap entry in the CPU page table.
5550          */
5551         if (is_device_private_entry(ent)) {
5552                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5553                 /*
5554                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5555                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5556                  */
5557                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5558                         return NULL;
5559                 return page;
5560         }
5561
5562         if (non_swap_entry(ent))
5563                 return NULL;
5564
5565         /*
5566          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5567          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5568          */
5569         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5570         entry->val = ent.val;
5571
5572         return page;
5573 }
5574 #else
5575 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5576                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5577 {
5578         return NULL;
5579 }
5580 #endif
5581
5582 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5583                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5584 {
5585         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5586                 return NULL;
5587         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5588                 return NULL;
5589
5590         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5591         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5592         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5593                         linear_page_index(vma, addr));
5594 }
5595
5596 /**
5597  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5598  * @page: the page
5599  * @compound: charge the page as compound or small page
5600  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5601  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5602  *
5603  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5604  *
5605  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5606  * from old cgroup.
5607  */
5608 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5609                                    bool compound,
5610                                    struct mem_cgroup *from,
5611                                    struct mem_cgroup *to)
5612 {
5613         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5614         struct pglist_data *pgdat;
5615         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5616         int ret;
5617
5618         VM_BUG_ON(from == to);
5619         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5620         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5621
5622         /*
5623          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5624          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5625          */
5626         ret = -EBUSY;
5627         if (!trylock_page(page))
5628                 goto out;
5629
5630         ret = -EINVAL;
5631         if (page_memcg(page) != from)
5632                 goto out_unlock;
5633
5634         pgdat = page_pgdat(page);
5635         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5636         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5637
5638         lock_page_memcg(page);
5639
5640         if (PageAnon(page)) {
5641                 if (page_mapped(page)) {
5642                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5643                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5644                         if (PageTransHuge(page)) {
5645                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5646                                                    -nr_pages);
5647                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5648                                                    nr_pages);
5649                         }
5650                 }
5651         } else {
5652                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5653                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5654
5655                 if (PageSwapBacked(page)) {
5656                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5657                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5658                 }
5659
5660                 if (page_mapped(page)) {
5661                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5662                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5663                 }
5664
5665                 if (PageDirty(page)) {
5666                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5667
5668                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5669                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5670                                                    -nr_pages);
5671                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5672                                                    nr_pages);
5673                         }
5674                 }
5675         }
5676
5677         if (PageWriteback(page)) {
5678                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5679                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5680         }
5681
5682         /*
5683          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5684          *
5685          * It is safe to change page's memcg here because the page
5686          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5687          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5688          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5689          *
5690          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5691          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5692          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5693          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5694          */
5695         smp_mb();
5696
5697         css_get(&to->css);
5698         css_put(&from->css);
5699
5700         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5701
5702         __unlock_page_memcg(from);
5703
5704         ret = 0;
5705
5706         local_irq_disable();
5707         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5708         memcg_check_events(to, page);
5709         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5710         memcg_check_events(from, page);
5711         local_irq_enable();
5712 out_unlock:
5713         unlock_page(page);
5714 out:
5715         return ret;
5716 }
5717
5718 /**
5719  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5720  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5721  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5722  * @ptent: the pte to be checked
5723  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5724  *
5725  * Returns
5726  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5727  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5728  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5729  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5730  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5731  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5732  *     in target->ent.
5733  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5734  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5735  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5736  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5737  *     regular page.
5738  *
5739  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5740  *
5741  * Called with pte lock held.
5742  */
5743
5744 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5745                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5746 {
5747         struct page *page = NULL;
5748         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5749         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5750
5751         if (pte_present(ptent))
5752                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5753         else if (is_swap_pte(ptent))
5754                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5755         else if (pte_none(ptent))
5756                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5757
5758         if (!page && !ent.val)
5759                 return ret;
5760         if (page) {
5761                 /*
5762                  * Do only loose check w/o serialization.
5763                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5764                  * not under LRU exclusion.
5765                  */
5766                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5767                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5768                         if (is_device_private_page(page))
5769                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5770                         if (target)
5771                                 target->page = page;
5772                 }
5773                 if (!ret || !target)
5774                         put_page(page);
5775         }
5776         /*
5777          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5778          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5779          */
5780         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5781             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5782                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5783                 if (target)
5784                         target->ent = ent;
5785         }
5786         return ret;
5787 }
5788
5789 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5790 /*
5791  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5792  * not support them for now.
5793  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5794  */
5795 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5796                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5797 {
5798         struct page *page = NULL;
5799         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5800
5801         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5802                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5803                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5804                 return ret;
5805         }
5806         page = pmd_page(pmd);
5807         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5808         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5809                 return ret;
5810         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5811                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5812                 if (target) {
5813                         get_page(page);
5814                         target->page = page;
5815                 }
5816         }
5817         return ret;
5818 }
5819 #else
5820 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5821                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5822 {
5823         return MC_TARGET_NONE;
5824 }
5825 #endif
5826
5827 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5828                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5829                                         struct mm_walk *walk)
5830 {
5831         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5832         pte_t *pte;
5833         spinlock_t *ptl;
5834
5835         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5836         if (ptl) {
5837                 /*
5838                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5839                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5840                  * this might change.
5841                  */
5842                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5843                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5844                 spin_unlock(ptl);
5845                 return 0;
5846         }
5847
5848         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5849                 return 0;
5850         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5851         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5852                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5853                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5854         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5855         cond_resched();
5856
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5861         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5862 };
5863
5864 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5865 {
5866         unsigned long precharge;
5867
5868         mmap_read_lock(mm);
5869         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5870         mmap_read_unlock(mm);
5871
5872         precharge = mc.precharge;
5873         mc.precharge = 0;
5874
5875         return precharge;
5876 }
5877
5878 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5879 {
5880         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5881
5882         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5883         mc.moving_task = current;
5884         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5885 }
5886
5887 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5888 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5889 {
5890         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5891         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5892
5893         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5894         if (mc.precharge) {
5895                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5896                 mc.precharge = 0;
5897         }
5898         /*
5899          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5900          * we must uncharge here.
5901          */
5902         if (mc.moved_charge) {
5903                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5904                 mc.moved_charge = 0;
5905         }
5906         /* we must fixup refcnts and charges */
5907         if (mc.moved_swap) {
5908                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5909                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5910                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5911
5912                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5913
5914                 /*
5915                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5916                  * should uncharge to->memory.
5917                  */
5918                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5919                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5920
5921                 mc.moved_swap = 0;
5922         }
5923         memcg_oom_recover(from);
5924         memcg_oom_recover(to);
5925         wake_up_all(&mc.waitq);
5926 }
5927
5928 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5929 {
5930         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5931
5932         /*
5933          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5934          * task migration.
5935          */
5936         mc.moving_task = NULL;
5937         __mem_cgroup_clear_mc();
5938         spin_lock(&mc.lock);
5939         mc.from = NULL;
5940         mc.to = NULL;
5941         mc.mm = NULL;
5942         spin_unlock(&mc.lock);
5943
5944         mmput(mm);
5945 }
5946
5947 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5948 {
5949         struct cgroup_subsys_state *css;
5950         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5951         struct mem_cgroup *from;
5952         struct task_struct *leader, *p;
5953         struct mm_struct *mm;
5954         unsigned long move_flags;
5955         int ret = 0;
5956
5957         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5958         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5959                 return 0;
5960
5961         /*
5962          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5963          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5964          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5965          * multiple.
5966          */
5967         p = NULL;
5968         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5969                 WARN_ON_ONCE(p);
5970                 p = leader;
5971                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5972         }
5973         if (!p)
5974                 return 0;
5975
5976         /*
5977          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5978          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5979          * So we need to save it, and keep it going.
5980          */
5981         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5982         if (!move_flags)
5983                 return 0;
5984
5985         from = mem_cgroup_from_task(p);
5986
5987         VM_BUG_ON(from == memcg);
5988
5989         mm = get_task_mm(p);
5990         if (!mm)
5991                 return 0;
5992         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5993         if (mm->owner == p) {
5994                 VM_BUG_ON(mc.from);
5995                 VM_BUG_ON(mc.to);
5996                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5997                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5998                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5999
6000                 spin_lock(&mc.lock);
6001                 mc.mm = mm;
6002                 mc.from = from;
6003                 mc.to = memcg;
6004                 mc.flags = move_flags;
6005                 spin_unlock(&mc.lock);
6006                 /* We set mc.moving_task later */
6007
6008                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6009                 if (ret)
6010                         mem_cgroup_clear_mc();
6011         } else {
6012                 mmput(mm);
6013         }
6014         return ret;
6015 }
6016
6017 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6018 {
6019         if (mc.to)
6020                 mem_cgroup_clear_mc();
6021 }
6022
6023 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6024                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6025                                 struct mm_walk *walk)
6026 {
6027         int ret = 0;
6028         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6029         pte_t *pte;
6030         spinlock_t *ptl;
6031         enum mc_target_type target_type;
6032         union mc_target target;
6033         struct page *page;
6034
6035         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6036         if (ptl) {
6037                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6038                         spin_unlock(ptl);
6039                         return 0;
6040                 }
6041                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6042                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6043                         page = target.page;
6044                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6045                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6046                                                              mc.from, mc.to)) {
6047                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6048                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6049                                 }
6050                                 putback_lru_page(page);
6051                         }
6052                         put_page(page);
6053                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6054                         page = target.page;
6055                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6056                                                      mc.from, mc.to)) {
6057                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6058                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6059                         }
6060                         put_page(page);
6061                 }
6062                 spin_unlock(ptl);
6063                 return 0;
6064         }
6065
6066         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6067                 return 0;
6068 retry:
6069         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6070         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6071                 pte_t ptent = *(pte++);
6072                 bool device = false;
6073                 swp_entry_t ent;
6074
6075                 if (!mc.precharge)
6076                         break;
6077
6078                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6079                 case MC_TARGET_DEVICE:
6080                         device = true;
6081                         fallthrough;
6082                 case MC_TARGET_PAGE:
6083                         page = target.page;
6084                         /*
6085                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6086                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6087                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6088                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6089                          */
6090                         if (PageTransCompound(page))
6091                                 goto put;
6092                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6093                                 goto put;
6094                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6095                                                 mc.from, mc.to)) {
6096                                 mc.precharge--;
6097                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6098                                 mc.moved_charge++;
6099                         }
6100                         if (!device)
6101                                 putback_lru_page(page);
6102 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6103                         put_page(page);
6104                         break;
6105                 case MC_TARGET_SWAP:
6106                         ent = target.ent;
6107                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6108                                 mc.precharge--;
6109                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6110                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6111                                 mc.moved_swap++;
6112                         }
6113                         break;
6114                 default:
6115                         break;
6116                 }
6117         }
6118         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6119         cond_resched();
6120
6121         if (addr != end) {
6122                 /*
6123                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6124                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6125                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6126                  * phase.
6127                  */
6128                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6129                 if (!ret)
6130                         goto retry;
6131         }
6132
6133         return ret;
6134 }
6135
6136 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6137         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6138 };
6139
6140 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6141 {
6142         lru_add_drain_all();
6143         /*
6144          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6145          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6146          * for already started RCU-only updates to finish.
6147          */
6148         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6149         synchronize_rcu();
6150 retry:
6151         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6152                 /*
6153                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6154                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6155                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6156                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6157                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6158                  */
6159                 __mem_cgroup_clear_mc();
6160                 cond_resched();
6161                 goto retry;
6162         }
6163         /*
6164          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6165          * additional charge, the page walk just aborts.
6166          */
6167         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6168                         NULL);
6169
6170         mmap_read_unlock(mc.mm);
6171         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6172 }
6173
6174 static void mem_cgroup_move_task(void)
6175 {
6176         if (mc.to) {
6177                 mem_cgroup_move_charge();
6178                 mem_cgroup_clear_mc();
6179         }
6180 }
6181 #else   /* !CONFIG_MMU */
6182 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6183 {
6184         return 0;
6185 }
6186 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6187 {
6188 }
6189 static void mem_cgroup_move_task(void)
6190 {
6191 }
6192 #endif
6193
6194 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6195 {
6196         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6197                 seq_puts(m, "max\n");
6198         else
6199                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6200
6201         return 0;
6202 }
6203
6204 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6205                                struct cftype *cft)
6206 {
6207         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6208
6209         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6210 }
6211
6212 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6213 {
6214         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6215                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6216 }
6217
6218 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6219                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6220 {
6221         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6222         unsigned long min;
6223         int err;
6224
6225         buf = strstrip(buf);
6226         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6227         if (err)
6228                 return err;
6229
6230         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6231
6232         return nbytes;
6233 }
6234
6235 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6236 {
6237         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6238                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6239 }
6240
6241 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6242                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6243 {
6244         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6245         unsigned long low;
6246         int err;
6247
6248         buf = strstrip(buf);
6249         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6250         if (err)
6251                 return err;
6252
6253         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6254
6255         return nbytes;
6256 }
6257
6258 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6259 {
6260         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6261                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6262 }
6263
6264 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6265                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6266 {
6267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6268         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6269         bool drained = false;
6270         unsigned long high;
6271         int err;
6272
6273         buf = strstrip(buf);
6274         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6275         if (err)
6276                 return err;
6277
6278         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6279
6280         for (;;) {
6281                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6282                 unsigned long reclaimed;
6283
6284                 if (nr_pages <= high)
6285                         break;
6286
6287                 if (signal_pending(current))
6288                         break;
6289
6290                 if (!drained) {
6291                         drain_all_stock(memcg);
6292                         drained = true;
6293                         continue;
6294                 }
6295
6296                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6297                                                          GFP_KERNEL, true);
6298
6299                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6300                         break;
6301         }
6302
6303         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6304         return nbytes;
6305 }
6306
6307 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6308 {
6309         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6310                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6311 }
6312
6313 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6314                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6315 {
6316         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6317         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6318         bool drained = false;
6319         unsigned long max;
6320         int err;
6321
6322         buf = strstrip(buf);
6323         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6324         if (err)
6325                 return err;
6326
6327         xchg(&memcg->memory.max, max);
6328
6329         for (;;) {
6330                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6331
6332                 if (nr_pages <= max)
6333                         break;
6334
6335                 if (signal_pending(current))
6336                         break;
6337
6338                 if (!drained) {
6339                         drain_all_stock(memcg);
6340                         drained = true;
6341                         continue;
6342                 }
6343
6344                 if (nr_reclaims) {
6345                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6346                                                           GFP_KERNEL, true))
6347                                 nr_reclaims--;
6348                         continue;
6349                 }
6350
6351                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6352                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6353                         break;
6354         }
6355
6356         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6357         return nbytes;
6358 }
6359
6360 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6361 {
6362         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6363         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6364         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6365         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6366         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6367                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6368 }
6369
6370 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6371 {
6372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6373
6374         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6375         return 0;
6376 }
6377
6378 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6379 {
6380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6381
6382         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6383         return 0;
6384 }
6385
6386 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6387 {
6388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6389         char *buf;
6390
6391         buf = memory_stat_format(memcg);
6392         if (!buf)
6393                 return -ENOMEM;
6394         seq_puts(m, buf);
6395         kfree(buf);
6396         return 0;
6397 }
6398
6399 #ifdef CONFIG_NUMA
6400 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6401                                                      int item)
6402 {
6403         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6404 }
6405
6406 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6407 {
6408         int i;
6409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6410
6411         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6412                 int nid;
6413
6414                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6415                         continue;
6416
6417                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6418                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6419                         u64 size;
6420                         struct lruvec *lruvec;
6421
6422                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6423                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6424                                                         memory_stats[i].idx);
6425                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6426                 }
6427                 seq_putc(m, '\n');
6428         }
6429
6430         return 0;
6431 }
6432 #endif
6433
6434 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6435 {
6436         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6437
6438         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6439
6440         return 0;
6441 }
6442
6443 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6444                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6445 {
6446         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6447         int ret, oom_group;
6448
6449         buf = strstrip(buf);
6450         if (!buf)
6451                 return -EINVAL;
6452
6453         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6454         if (ret)
6455                 return ret;
6456
6457         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6458                 return -EINVAL;
6459
6460         memcg->oom_group = oom_group;
6461
6462         return nbytes;
6463 }
6464
6465 static struct cftype memory_files[] = {
6466         {
6467                 .name = "current",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .read_u64 = memory_current_read,
6470         },
6471         {
6472                 .name = "min",
6473                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6474                 .seq_show = memory_min_show,
6475                 .write = memory_min_write,
6476         },
6477         {
6478                 .name = "low",
6479                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6480                 .seq_show = memory_low_show,
6481                 .write = memory_low_write,
6482         },
6483         {
6484                 .name = "high",
6485                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6486                 .seq_show = memory_high_show,
6487                 .write = memory_high_write,
6488         },
6489         {
6490                 .name = "max",
6491                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6492                 .seq_show = memory_max_show,
6493                 .write = memory_max_write,
6494         },
6495         {
6496                 .name = "events",
6497                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6498                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6499                 .seq_show = memory_events_show,
6500         },
6501         {
6502                 .name = "events.local",
6503                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6504                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6505                 .seq_show = memory_events_local_show,
6506         },
6507         {
6508                 .name = "stat",
6509                 .seq_show = memory_stat_show,
6510         },
6511 #ifdef CONFIG_NUMA
6512         {
6513                 .name = "numa_stat",
6514                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6515         },
6516 #endif
6517         {
6518                 .name = "oom.group",
6519                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6520                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6521                 .write = memory_oom_group_write,
6522         },
6523         { }     /* terminate */
6524 };
6525
6526 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6527         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6528         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6529         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6530         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6531         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6532         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6533         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6534         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6535         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6536         .dfl_cftypes = memory_files,
6537         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6538         .early_init = 0,
6539 };
6540
6541 /*
6542  * This function calculates an individual cgroup's effective
6543  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6544  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6545  * distribution in the tree.
6546  *
6547  * The following rules apply to the effective protection values:
6548  *
6549  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6550  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6551  *
6552  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6553  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6554  *    parent's effective protection.
6555  *
6556  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6557  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6558  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6559  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6560  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6561  *
6562  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6563  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6564  *    the unused remainder is available to its siblings.
6565  *
6566  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6567  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6568  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6569  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6570  *
6571  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6572  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6573  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6574  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6575  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6576  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6577  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6578  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6579  *
6580  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6581  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6582  * neighboring subtrees.
6583  */
6584 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6585                                           unsigned long parent_usage,
6586                                           unsigned long setting,
6587                                           unsigned long parent_effective,
6588                                           unsigned long siblings_protected)
6589 {
6590         unsigned long protected;
6591         unsigned long ep;
6592
6593         protected = min(usage, setting);
6594         /*
6595          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6596          * protection then what the parent affords them, distribute
6597          * shares in proportion to utilization.
6598          *
6599          * We are using actual utilization rather than the statically
6600          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6601          * but unused protection is available to siblings that would
6602          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6603          */
6604         if (siblings_protected > parent_effective)
6605                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6606
6607         /*
6608          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6609          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6610          * and utilizes is effectively protected.
6611          *
6612          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6613          * will apply pressure in proportion to that amount.
6614          *
6615          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6616          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6617          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6618          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6619          * protection is always dependent on how memory is actually
6620          * consumed among the siblings anyway.
6621          */
6622         ep = protected;
6623
6624         /*
6625          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6626          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6627          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6628          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6629          * other compete freely over the allowance, but they are
6630          * collectively protected from neighboring trees.
6631          *
6632          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6633          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6634          * the same bytes twice.
6635          *
6636          * Check both usage and parent_usage against the respective
6637          * protected values. One should imply the other, but they
6638          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6639          */
6640         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6641                 return ep;
6642         if (parent_effective > siblings_protected &&
6643             parent_usage > siblings_protected &&
6644             usage > protected) {
6645                 unsigned long unclaimed;
6646
6647                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6648                 unclaimed *= usage - protected;
6649                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6650
6651                 ep += unclaimed;
6652         }
6653
6654         return ep;
6655 }
6656
6657 /**
6658  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6659  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6660  * @memcg: the memory cgroup to check
6661  *
6662  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6663  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6664  */
6665 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6666                                      struct mem_cgroup *memcg)
6667 {
6668         unsigned long usage, parent_usage;
6669         struct mem_cgroup *parent;
6670
6671         if (mem_cgroup_disabled())
6672                 return;
6673
6674         if (!root)
6675                 root = root_mem_cgroup;
6676
6677         /*
6678          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6679          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6680          * details.
6681          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6682          * that special casing.
6683          */
6684         if (memcg == root)
6685                 return;
6686
6687         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6688         if (!usage)
6689                 return;
6690
6691         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6692         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6693         if (!parent)
6694                 return;
6695
6696         if (parent == root) {
6697                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6698                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6699                 return;
6700         }
6701
6702         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6703
6704         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6705                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6706                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6707                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6708
6709         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6710                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6711                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6712                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6713 }
6714
6715 /**
6716  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6717  * @page: page to charge
6718  * @mm: mm context of the victim
6719  * @gfp_mask: reclaim mode
6720  *
6721  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6722  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6723  *
6724  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6725  */
6726 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6727 {
6728         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6729         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6730         int ret = 0;
6731
6732         if (mem_cgroup_disabled())
6733                 goto out;
6734
6735         if (PageSwapCache(page)) {
6736                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6737                 unsigned short id;
6738
6739                 /*
6740                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6741                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6742                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6743                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6744                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6745                  */
6746                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6747                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6748                         goto out;
6749
6750                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6751                 rcu_read_lock();
6752                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6753                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6754                         memcg = NULL;
6755                 rcu_read_unlock();
6756         }
6757
6758         if (!memcg)
6759                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6760
6761         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6762         if (ret)
6763                 goto out_put;
6764
6765         css_get(&memcg->css);
6766         commit_charge(page, memcg);
6767
6768         local_irq_disable();
6769         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6770         memcg_check_events(memcg, page);
6771         local_irq_enable();
6772
6773         if (PageSwapCache(page)) {
6774                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6775                 /*
6776                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6777                  * let's not wait for it.  The page already received a
6778                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6779                  */
6780                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6781         }
6782
6783 out_put:
6784         css_put(&memcg->css);
6785 out:
6786         return ret;
6787 }
6788
6789 struct uncharge_gather {
6790         struct mem_cgroup *memcg;
6791         unsigned long nr_pages;
6792         unsigned long pgpgout;
6793         unsigned long nr_kmem;
6794         struct page *dummy_page;
6795 };
6796
6797 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6798 {
6799         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6800 }
6801
6802 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6803 {
6804         unsigned long flags;
6805
6806         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6807                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6808                 if (do_memsw_account())
6809                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6810                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6811                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6812                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6813         }
6814
6815         local_irq_save(flags);
6816         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6817         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6818         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6819         local_irq_restore(flags);
6820
6821         /* drop reference from uncharge_page */
6822         css_put(&ug->memcg->css);
6823 }
6824
6825 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6826 {
6827         unsigned long nr_pages;
6828
6829         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6830
6831         if (!page_memcg(page))
6832                 return;
6833
6834         /*
6835          * Nobody should be changing or seriously looking at
6836          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6837          * exclusive access to the page.
6838          */
6839
6840         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6841                 if (ug->memcg) {
6842                         uncharge_batch(ug);
6843                         uncharge_gather_clear(ug);
6844                 }
6845                 ug->memcg = page_memcg(page);
6846
6847                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6848                 css_get(&ug->memcg->css);
6849         }
6850
6851         nr_pages = compound_nr(page);
6852         ug->nr_pages += nr_pages;
6853
6854         if (PageMemcgKmem(page))
6855                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6856         else
6857                 ug->pgpgout++;
6858
6859         ug->dummy_page = page;
6860         page->memcg_data = 0;
6861         css_put(&ug->memcg->css);
6862 }
6863
6864 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6865 {
6866         struct uncharge_gather ug;
6867         struct list_head *next;
6868
6869         uncharge_gather_clear(&ug);
6870
6871         /*
6872          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6873          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6874          */
6875         next = page_list->next;
6876         do {
6877                 struct page *page;
6878
6879                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6880                 next = page->lru.next;
6881
6882                 uncharge_page(page, &ug);
6883         } while (next != page_list);
6884
6885         if (ug.memcg)
6886                 uncharge_batch(&ug);
6887 }
6888
6889 /**
6890  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6891  * @page: page to uncharge
6892  *
6893  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6894  */
6895 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6896 {
6897         struct uncharge_gather ug;
6898
6899         if (mem_cgroup_disabled())
6900                 return;
6901
6902         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6903         if (!page_memcg(page))
6904                 return;
6905
6906         uncharge_gather_clear(&ug);
6907         uncharge_page(page, &ug);
6908         uncharge_batch(&ug);
6909 }
6910
6911 /**
6912  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6913  * @page_list: list of pages to uncharge
6914  *
6915  * Uncharge a list of pages previously charged with
6916  * mem_cgroup_charge().
6917  */
6918 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6919 {
6920         if (mem_cgroup_disabled())
6921                 return;
6922
6923         if (!list_empty(page_list))
6924                 uncharge_list(page_list);
6925 }
6926
6927 /**
6928  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6929  * @oldpage: currently circulating page
6930  * @newpage: replacement page
6931  *
6932  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6933  * be uncharged upon free.
6934  *
6935  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6936  */
6937 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6938 {
6939         struct mem_cgroup *memcg;
6940         unsigned int nr_pages;
6941         unsigned long flags;
6942
6943         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6944         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6945         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6946         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6947                        newpage);
6948
6949         if (mem_cgroup_disabled())
6950                 return;
6951
6952         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6953         if (page_memcg(newpage))
6954                 return;
6955
6956         memcg = page_memcg(oldpage);
6957         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6958         if (!memcg)
6959                 return;
6960
6961         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6962         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6963
6964         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6965         if (do_memsw_account())
6966                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6967
6968         css_get(&memcg->css);
6969         commit_charge(newpage, memcg);
6970
6971         local_irq_save(flags);
6972         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6973         memcg_check_events(memcg, newpage);
6974         local_irq_restore(flags);
6975 }
6976
6977 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6978 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6979
6980 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6981 {
6982         struct mem_cgroup *memcg;
6983
6984         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6985                 return;
6986
6987         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6988         if (in_interrupt())
6989                 return;
6990
6991         rcu_read_lock();
6992         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6993         if (memcg == root_mem_cgroup)
6994                 goto out;
6995         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6996                 goto out;
6997         if (css_tryget(&memcg->css))
6998                 sk->sk_memcg = memcg;
6999 out:
7000         rcu_read_unlock();
7001 }
7002
7003 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7004 {
7005         if (sk->sk_memcg)
7006                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7007 }
7008
7009 /**
7010  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7011  * @memcg: memcg to charge
7012  * @nr_pages: number of pages to charge
7013  *
7014  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7015  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7016  */
7017 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7018 {
7019         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7020
7021         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7022                 struct page_counter *fail;
7023
7024                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7025                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7026                         return true;
7027                 }
7028                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7029                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7030                 return false;
7031         }
7032
7033         /* Don't block in the packet receive path */
7034         if (in_softirq())
7035                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7036
7037         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7038
7039         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7040                 return true;
7041
7042         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7043         return false;
7044 }
7045
7046 /**
7047  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7048  * @memcg: memcg to uncharge
7049  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7050  */
7051 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7052 {
7053         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7054                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7055                 return;
7056         }
7057
7058         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7059
7060         refill_stock(memcg, nr_pages);
7061 }
7062
7063 static int __init cgroup_memory(char *s)
7064 {
7065         char *token;
7066
7067         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7068                 if (!*token)
7069                         continue;
7070                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7071                         cgroup_memory_nosocket = true;
7072                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7073                         cgroup_memory_nokmem = true;
7074         }
7075         return 0;
7076 }
7077 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7078
7079 /*
7080  * subsys_initcall() for memory controller.
7081  *
7082  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7083  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7084  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7085  * should be initialized from here.
7086  */
7087 static int __init mem_cgroup_init(void)
7088 {
7089         int cpu, node;
7090
7091         /*
7092          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7093          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7094          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7095          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7096          */
7097         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7098
7099         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7100                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7101
7102         for_each_possible_cpu(cpu)
7103                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7104                           drain_local_stock);
7105
7106         for_each_node(node) {
7107                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7108
7109                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7110                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7111
7112                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7113                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7114                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7115                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7116         }
7117
7118         return 0;
7119 }
7120 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7121
7122 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7123 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7124 {
7125         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7126                 /*
7127                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7128                  * always be >= 1.
7129                  */
7130                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7131                         VM_BUG_ON(1);
7132                         break;
7133                 }
7134                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7135                 if (!memcg)
7136                         memcg = root_mem_cgroup;
7137         }
7138         return memcg;
7139 }
7140
7141 /**
7142  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7143  * @page: page whose memsw charge to transfer
7144  * @entry: swap entry to move the charge to
7145  *
7146  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7147  */
7148 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7149 {
7150         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7151         unsigned int nr_entries;
7152         unsigned short oldid;
7153
7154         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7155         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7156
7157         if (mem_cgroup_disabled())
7158                 return;
7159
7160         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7161                 return;
7162
7163         memcg = page_memcg(page);
7164
7165         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7166         if (!memcg)
7167                 return;
7168
7169         /*
7170          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7171          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7172          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7173          */
7174         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7175         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7176         /* Get references for the tail pages, too */
7177         if (nr_entries > 1)
7178                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7179         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7180                                    nr_entries);
7181         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7182         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7183
7184         page->memcg_data = 0;
7185
7186         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7187                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7188
7189         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7190                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7191                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7192                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7193         }
7194
7195         /*
7196          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7197          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7198          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7199          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7200          */
7201         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7202         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7203         memcg_check_events(memcg, page);
7204
7205         css_put(&memcg->css);
7206 }
7207
7208 /**
7209  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7210  * @page: page being added to swap
7211  * @entry: swap entry to charge
7212  *
7213  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7214  *
7215  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7216  */
7217 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7218 {
7219         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7220         struct page_counter *counter;
7221         struct mem_cgroup *memcg;
7222         unsigned short oldid;
7223
7224         if (mem_cgroup_disabled())
7225                 return 0;
7226
7227         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7228                 return 0;
7229
7230         memcg = page_memcg(page);
7231
7232         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7233         if (!memcg)
7234                 return 0;
7235
7236         if (!entry.val) {
7237                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7238                 return 0;
7239         }
7240
7241         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7242
7243         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7244             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7245                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7246                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7247                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7248                 return -ENOMEM;
7249         }
7250
7251         /* Get references for the tail pages, too */
7252         if (nr_pages > 1)
7253                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7254         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7255         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7256         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7257
7258         return 0;
7259 }
7260
7261 /**
7262  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7263  * @entry: swap entry to uncharge
7264  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7265  */
7266 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7267 {
7268         struct mem_cgroup *memcg;
7269         unsigned short id;
7270
7271         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7272         rcu_read_lock();
7273         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7274         if (memcg) {
7275                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7276                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7277                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7278                         else
7279                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7280                 }
7281                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7282                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7283         }
7284         rcu_read_unlock();
7285 }
7286
7287 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7288 {
7289         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7290
7291         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7292                 return nr_swap_pages;
7293         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7294                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7295                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7296                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7297         return nr_swap_pages;
7298 }
7299
7300 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7301 {
7302         struct mem_cgroup *memcg;
7303
7304         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7305
7306         if (vm_swap_full())
7307                 return true;
7308         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7309                 return false;
7310
7311         memcg = page_memcg(page);
7312         if (!memcg)
7313                 return false;
7314
7315         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7316                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7317
7318                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7319                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7320                         return true;
7321         }
7322
7323         return false;
7324 }
7325
7326 static int __init setup_swap_account(char *s)
7327 {
7328         if (!strcmp(s, "1"))
7329                 cgroup_memory_noswap = false;
7330         else if (!strcmp(s, "0"))
7331                 cgroup_memory_noswap = true;
7332         return 1;
7333 }
7334 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7335
7336 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7337                              struct cftype *cft)
7338 {
7339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7340
7341         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7342 }
7343
7344 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7345 {
7346         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7347                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7348 }
7349
7350 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7351                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7352 {
7353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7354         unsigned long high;
7355         int err;
7356
7357         buf = strstrip(buf);
7358         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7359         if (err)
7360                 return err;
7361
7362         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7363
7364         return nbytes;
7365 }
7366
7367 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7368 {
7369         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7370                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7371 }
7372
7373 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7374                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7375 {
7376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7377         unsigned long max;
7378         int err;
7379
7380         buf = strstrip(buf);
7381         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7382         if (err)
7383                 return err;
7384
7385         xchg(&memcg->swap.max, max);
7386
7387         return nbytes;
7388 }
7389
7390 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7391 {
7392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7393
7394         seq_printf(m, "high %lu\n",
7395                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7396         seq_printf(m, "max %lu\n",
7397                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7398         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7399                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7400
7401         return 0;
7402 }
7403
7404 static struct cftype swap_files[] = {
7405         {
7406                 .name = "swap.current",
7407                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7408                 .read_u64 = swap_current_read,
7409         },
7410         {
7411                 .name = "swap.high",
7412                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7413                 .seq_show = swap_high_show,
7414                 .write = swap_high_write,
7415         },
7416         {
7417                 .name = "swap.max",
7418                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7419                 .seq_show = swap_max_show,
7420                 .write = swap_max_write,
7421         },
7422         {
7423                 .name = "swap.events",
7424                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7425                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7426                 .seq_show = swap_events_show,
7427         },
7428         { }     /* terminate */
7429 };
7430
7431 static struct cftype memsw_files[] = {
7432         {
7433                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7434                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7435                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7436         },
7437         {
7438                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7439                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7440                 .write = mem_cgroup_reset,
7441                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7442         },
7443         {
7444                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7445                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7446                 .write = mem_cgroup_write,
7447                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7448         },
7449         {
7450                 .name = "memsw.failcnt",
7451                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7452                 .write = mem_cgroup_reset,
7453                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7454         },
7455         { },    /* terminate */
7456 };
7457
7458 /*
7459  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7460  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7461  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7462  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7463  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7464  */
7465 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7466 {
7467         /* No memory control -> no swap control */
7468         if (mem_cgroup_disabled())
7469                 cgroup_memory_noswap = true;
7470
7471         if (cgroup_memory_noswap)
7472                 return 0;
7473
7474         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7475         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7476
7477         return 0;
7478 }
7479 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7480
7481 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */