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