Merge tag 'scsi-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jejb/scsi
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page_memcg(page);
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page_memcg_check(page);
567
568         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
569                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
570         if (memcg)
571                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
572         rcu_read_unlock();
573         return ino;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_node *
577 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580
581         return memcg->nodeinfo[nid];
582 }
583
584 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
585 soft_limit_tree_node(int nid)
586 {
587         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
596 }
597
598 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
599                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
600                                          unsigned long new_usage_in_excess)
601 {
602         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
603         struct rb_node *parent = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
605         bool rightmost = true;
606
607         if (mz->on_tree)
608                 return;
609
610         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
611         if (!mz->usage_in_excess)
612                 return;
613         while (*p) {
614                 parent = *p;
615                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
616                                         tree_node);
617                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
618                         p = &(*p)->rb_left;
619                         rightmost = false;
620                 } else {
621                         p = &(*p)->rb_right;
622                 }
623         }
624
625         if (rightmost)
626                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
627
628         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
629         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
630         mz->on_tree = true;
631 }
632
633 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
634                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
635 {
636         if (!mz->on_tree)
637                 return;
638
639         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
640                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
641
642         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
643         mz->on_tree = false;
644 }
645
646 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
647                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
652         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
653         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
654 }
655
656 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
659         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
660         unsigned long excess = 0;
661
662         if (nr_pages > soft_limit)
663                 excess = nr_pages - soft_limit;
664
665         return excess;
666 }
667
668 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
669 {
670         unsigned long excess;
671         struct mem_cgroup_per_node *mz;
672         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
673
674         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
675         if (!mctz)
676                 return;
677         /*
678          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
679          * because their event counter is not touched.
680          */
681         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
682                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
683                 excess = soft_limit_excess(memcg);
684                 /*
685                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
686                  * mem is over its softlimit.
687                  */
688                 if (excess || mz->on_tree) {
689                         unsigned long flags;
690
691                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
692                         /* if on-tree, remove it */
693                         if (mz->on_tree)
694                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
695                         /*
696                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
697                          * If excess is 0, no tree ops.
698                          */
699                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
700                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
701                 }
702         }
703 }
704
705 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
708         struct mem_cgroup_per_node *mz;
709         int nid;
710
711         for_each_node(nid) {
712                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
713                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
714                 if (mctz)
715                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716         }
717 }
718
719 static struct mem_cgroup_per_node *
720 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
721 {
722         struct mem_cgroup_per_node *mz;
723
724 retry:
725         mz = NULL;
726         if (!mctz->rb_rightmost)
727                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
728
729         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
730                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
731         /*
732          * Remove the node now but someone else can add it back,
733          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
734          * position in the tree.
735          */
736         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
738             !css_tryget(&mz->memcg->css))
739                 goto retry;
740 done:
741         return mz;
742 }
743
744 static struct mem_cgroup_per_node *
745 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
746 {
747         struct mem_cgroup_per_node *mz;
748
749         spin_lock_irq(&mctz->lock);
750         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
751         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
752         return mz;
753 }
754
755 /**
756  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
757  * @memcg: the memory cgroup
758  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
759  * @val: delta to add to the counter, can be negative
760  */
761 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
762 {
763         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
764
765         if (mem_cgroup_disabled())
766                 return;
767
768         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
769                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
770
771         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
772         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
773                 struct mem_cgroup *mi;
774
775                 /*
776                  * Batch local counters to keep them in sync with
777                  * the hierarchical ones.
778                  */
779                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
780                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
781                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
782                 x = 0;
783         }
784         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_node *
788 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
789 {
790         struct mem_cgroup *parent;
791
792         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
793         if (!parent)
794                 return NULL;
795         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
796 }
797
798 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
799                               int val)
800 {
801         struct mem_cgroup_per_node *pn;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
804
805         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
806         memcg = pn->memcg;
807
808         /* Update memcg */
809         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
810
811         /* Update lruvec */
812         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
813
814         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
815                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
816
817         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
818         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
819                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
820                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
821
822                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
823                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
824                 x = 0;
825         }
826         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
827 }
828
829 /**
830  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
831  * @lruvec: the lruvec
832  * @idx: the stat item
833  * @val: delta to add to the counter, can be negative
834  *
835  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
836  * function updates the all three counters that are affected by a
837  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
838  */
839 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                         int val)
841 {
842         /* Update node */
843         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
844
845         /* Update memcg and lruvec */
846         if (!mem_cgroup_disabled())
847                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
848 }
849
850 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
851                              int val)
852 {
853         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
854         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
855         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
856         struct lruvec *lruvec;
857
858         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
859         if (!memcg) {
860                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
861                 return;
862         }
863
864         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
865         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
868
869 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
870 {
871         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
872         struct mem_cgroup *memcg;
873         struct lruvec *lruvec;
874
875         rcu_read_lock();
876         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
877
878         /*
879          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
880          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
881          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
882          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
883          */
884         if (!memcg) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 /**
894  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
895  * @memcg: the memory cgroup
896  * @idx: the event item
897  * @count: the number of events that occured
898  */
899 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
900                           unsigned long count)
901 {
902         unsigned long x;
903
904         if (mem_cgroup_disabled())
905                 return;
906
907         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
908         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
909                 struct mem_cgroup *mi;
910
911                 /*
912                  * Batch local counters to keep them in sync with
913                  * the hierarchical ones.
914                  */
915                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
916                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
917                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
918                 x = 0;
919         }
920         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 /**
1047  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1048  * @page: page from which memcg should be extracted.
1049  *
1050  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1051  * root_mem_cgroup is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         rcu_read_lock();
1061         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1062         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1063                 memcg = root_mem_cgroup;
1064         rcu_read_unlock();
1065         return memcg;
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1068
1069 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1070 {
1071         if (in_interrupt())
1072                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1073         else
1074                 return current->active_memcg;
1075 }
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = active_memcg();
1083         if (memcg) {
1084                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1085                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else
1088                         memcg = current->active_memcg;
1089         }
1090         rcu_read_unlock();
1091
1092         return memcg;
1093 }
1094
1095 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1096 {
1097         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1098         if (unlikely(active_memcg()))
1099                 return false;
1100
1101         /* Memcg to charge can't be determined. */
1102         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1103                 return true;
1104
1105         return false;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1110  */
1111 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         if (memcg_kmem_bypass())
1114                 return NULL;
1115
1116         if (unlikely(active_memcg()))
1117                 return get_active_memcg();
1118
1119         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1124  * @root: hierarchy root
1125  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1126  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1127  *
1128  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1129  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1130  *
1131  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1132  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1133  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1134  *
1135  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1136  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1137  * same node.
1138  */
1139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1140                                    struct mem_cgroup *prev,
1141                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1142 {
1143         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1144         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1146         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1147
1148         if (mem_cgroup_disabled())
1149                 return NULL;
1150
1151         if (!root)
1152                 root = root_mem_cgroup;
1153
1154         if (prev && !reclaim)
1155                 pos = prev;
1156
1157         rcu_read_lock();
1158
1159         if (reclaim) {
1160                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1161
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1163                 iter = &mz->iter;
1164
1165                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1166                         goto out_unlock;
1167
1168                 while (1) {
1169                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1170                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1171                                 break;
1172                         /*
1173                          * css reference reached zero, so iter->position will
1174                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1175                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1176                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1177                          * might block it. So we clear iter->position right
1178                          * away.
1179                          */
1180                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1181                 }
1182         }
1183
1184         if (pos)
1185                 css = &pos->css;
1186
1187         for (;;) {
1188                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1189                 if (!css) {
1190                         /*
1191                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1192                          * new one might jump in right at the end of
1193                          * the hierarchy - make sure they see at least
1194                          * one group and restart from the beginning.
1195                          */
1196                         if (!prev)
1197                                 continue;
1198                         break;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1203                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1204                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1205                  */
1206                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1207
1208                 if (css == &root->css)
1209                         break;
1210
1211                 if (css_tryget(css))
1212                         break;
1213
1214                 memcg = NULL;
1215         }
1216
1217         if (reclaim) {
1218                 /*
1219                  * The position could have already been updated by a competing
1220                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1221                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1222                  */
1223                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1224
1225                 if (pos)
1226                         css_put(&pos->css);
1227
1228                 if (!memcg)
1229                         iter->generation++;
1230                 else if (!prev)
1231                         reclaim->generation = iter->generation;
1232         }
1233
1234 out_unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236         if (prev && prev != root)
1237                 css_put(&prev->css);
1238
1239         return memcg;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1244  * @root: hierarchy root
1245  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1246  */
1247 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1248                            struct mem_cgroup *prev)
1249 {
1250         if (!root)
1251                 root = root_mem_cgroup;
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254 }
1255
1256 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1257                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1258 {
1259         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         int nid;
1262
1263         for_each_node(nid) {
1264                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1265                 iter = &mz->iter;
1266                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1273         struct mem_cgroup *last;
1274
1275         do {
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1277                 last = memcg;
1278         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1279
1280         /*
1281          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1282          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1283          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1284          * dead_memcg from cgroup root separately.
1285          */
1286         if (last != root_mem_cgroup)
1287                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1288                                                 dead_memcg);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1293  * @memcg: hierarchy root
1294  * @fn: function to call for each task
1295  * @arg: argument passed to @fn
1296  *
1297  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1298  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1299  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1300  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1301  *
1302  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1303  */
1304 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1305                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1306 {
1307         struct mem_cgroup *iter;
1308         int ret = 0;
1309
1310         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1311
1312         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1313                 struct css_task_iter it;
1314                 struct task_struct *task;
1315
1316                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1317                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1318                         ret = fn(task, arg);
1319                 css_task_iter_end(&it);
1320                 if (ret) {
1321                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1329 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1330 {
1331         struct mem_cgroup *memcg;
1332
1333         if (mem_cgroup_disabled())
1334                 return;
1335
1336         memcg = page_memcg(page);
1337
1338         if (!memcg)
1339                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1340         else
1341                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1342 }
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1347  * @page: the page
1348  *
1349  * This series functions should be used in either conditions:
1350  * PageLRU is cleared or unset
1351  * or page->_refcount is zero
1352  * or page is locked.
1353  */
1354 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1355 {
1356         struct lruvec *lruvec;
1357         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1358
1359         rcu_read_lock();
1360         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1361         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1362         rcu_read_unlock();
1363
1364         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1365
1366         return lruvec;
1367 }
1368
1369 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1370 {
1371         struct lruvec *lruvec;
1372         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1373
1374         rcu_read_lock();
1375         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1376         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1377         rcu_read_unlock();
1378
1379         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1380
1381         return lruvec;
1382 }
1383
1384 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1385 {
1386         struct lruvec *lruvec;
1387         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1388
1389         rcu_read_lock();
1390         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1391         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1392         rcu_read_unlock();
1393
1394         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1395
1396         return lruvec;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1401  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1402  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1403  * @zid: zone id of the accounted pages
1404  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1405  *
1406  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1407  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1408  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1409  */
1410 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1411                                 int zid, int nr_pages)
1412 {
1413         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1414         unsigned long *lru_size;
1415         long size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1421         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1422
1423         if (nr_pages < 0)
1424                 *lru_size += nr_pages;
1425
1426         size = *lru_size;
1427         if (WARN_ONCE(size < 0,
1428                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1429                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1430                 VM_BUG_ON(1);
1431                 *lru_size = 0;
1432         }
1433
1434         if (nr_pages > 0)
1435                 *lru_size += nr_pages;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1440  * @memcg: the memory cgroup
1441  *
1442  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1443  * pages.
1444  */
1445 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         unsigned long margin = 0;
1448         unsigned long count;
1449         unsigned long limit;
1450
1451         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1452         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1453         if (count < limit)
1454                 margin = limit - count;
1455
1456         if (do_memsw_account()) {
1457                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1458                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1459                 if (count < limit)
1460                         margin = min(margin, limit - count);
1461                 else
1462                         margin = 0;
1463         }
1464
1465         return margin;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1470  *
1471  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1472  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1473  * caused by "move".
1474  */
1475 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *from;
1478         struct mem_cgroup *to;
1479         bool ret = false;
1480         /*
1481          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1482          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1483          */
1484         spin_lock(&mc.lock);
1485         from = mc.from;
1486         to = mc.to;
1487         if (!from)
1488                 goto unlock;
1489
1490         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1491                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1492 unlock:
1493         spin_unlock(&mc.lock);
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1500                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1501                         DEFINE_WAIT(wait);
1502                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1503                         /* moving charge context might have finished. */
1504                         if (mc.moving_task)
1505                                 schedule();
1506                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1507                         return true;
1508                 }
1509         }
1510         return false;
1511 }
1512
1513 struct memory_stat {
1514         const char *name;
1515         unsigned int ratio;
1516         unsigned int idx;
1517 };
1518
1519 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1520         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1521         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1522         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1523         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1524         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1525         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1526         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1527         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1528         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1529         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         /*
1532          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1533          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1534          * constant(e.g. powerpc).
1535          */
1536         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1537         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1538         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1539 #endif
1540         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1541         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1542         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1543         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1544         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1545
1546         /*
1547          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1548          * together and slab_reclaimable must be in front.
1549          */
1550         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1551         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1552
1553         /* The memory events */
1554         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1555         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1556         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1557         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1558         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1559         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1560         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1561 };
1562
1563 static int __init memory_stats_init(void)
1564 {
1565         int i;
1566
1567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1568 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1569                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1570                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1571                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1572                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1573 #endif
1574                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1575                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1576         }
1577
1578         return 0;
1579 }
1580 pure_initcall(memory_stats_init);
1581
1582 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         struct seq_buf s;
1585         int i;
1586
1587         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1588         if (!s.buffer)
1589                 return NULL;
1590
1591         /*
1592          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1593          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1594          *
1595          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1596          * 1) generic big picture -> specifics and details
1597          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1598          *
1599          * Current memory state:
1600          */
1601
1602         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1603                 u64 size;
1604
1605                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1606                 size *= memory_stats[i].ratio;
1607                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1608
1609                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1610                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1611                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1612                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1613                 }
1614         }
1615
1616         /* Accumulated memory events */
1617
1618         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1619                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1620         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1621                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1622         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1623                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1624         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1625                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1626                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1627         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1628                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1629                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1630         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1631                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1632         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1633                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1634         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1635                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1636         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1637                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1638
1639 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1640         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1641                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1642         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1643                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1644 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1645
1646         /* The above should easily fit into one page */
1647         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1648
1649         return s.buffer;
1650 }
1651
1652 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1653 /**
1654  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1655  * memory controller.
1656  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1657  * @p: Task that is going to be killed
1658  *
1659  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1660  * enabled
1661  */
1662 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1663 {
1664         rcu_read_lock();
1665
1666         if (memcg) {
1667                 pr_cont(",oom_memcg=");
1668                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1669         } else
1670                 pr_cont(",global_oom");
1671         if (p) {
1672                 pr_cont(",task_memcg=");
1673                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1674         }
1675         rcu_read_unlock();
1676 }
1677
1678 /**
1679  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1680  * memory controller.
1681  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1682  */
1683 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         char *buf;
1686
1687         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1688                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1689                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1691                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1692                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1693                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1694         else {
1695                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1696                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1697                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1698                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1699                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1700                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1701         }
1702
1703         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1704         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1705         pr_cont(":");
1706         buf = memory_stat_format(memcg);
1707         if (!buf)
1708                 return;
1709         pr_info("%s", buf);
1710         kfree(buf);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1715  */
1716 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1717 {
1718         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1719
1720         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1721                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1722                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1723                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1724         } else { /* v1 */
1725                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1726                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1727                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1728
1729                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1730                 }
1731         }
1732         return max;
1733 }
1734
1735 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         return page_counter_read(&memcg->memory);
1738 }
1739
1740 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1741                                      int order)
1742 {
1743         struct oom_control oc = {
1744                 .zonelist = NULL,
1745                 .nodemask = NULL,
1746                 .memcg = memcg,
1747                 .gfp_mask = gfp_mask,
1748                 .order = order,
1749         };
1750         bool ret = true;
1751
1752         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1753                 return true;
1754
1755         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1756                 goto unlock;
1757
1758         /*
1759          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1760          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1761          */
1762         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1763
1764 unlock:
1765         mutex_unlock(&oom_lock);
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1770                                    pg_data_t *pgdat,
1771                                    gfp_t gfp_mask,
1772                                    unsigned long *total_scanned)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1775         int total = 0;
1776         int loop = 0;
1777         unsigned long excess;
1778         unsigned long nr_scanned;
1779         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1780                 .pgdat = pgdat,
1781         };
1782
1783         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1784
1785         while (1) {
1786                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1787                 if (!victim) {
1788                         loop++;
1789                         if (loop >= 2) {
1790                                 /*
1791                                  * If we have not been able to reclaim
1792                                  * anything, it might because there are
1793                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1794                                  */
1795                                 if (!total)
1796                                         break;
1797                                 /*
1798                                  * We want to do more targeted reclaim.
1799                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1800                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1801                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1802                                  */
1803                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1804                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1805                                         break;
1806                         }
1807                         continue;
1808                 }
1809                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1810                                         pgdat, &nr_scanned);
1811                 *total_scanned += nr_scanned;
1812                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1813                         break;
1814         }
1815         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1816         return total;
1817 }
1818
1819 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1820 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1821         .name = "memcg_oom_lock",
1822 };
1823 #endif
1824
1825 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1826
1827 /*
1828  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1829  * If someone is running, return false.
1830  */
1831 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1834
1835         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1838                 if (iter->oom_lock) {
1839                         /*
1840                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1841                          * so we cannot give a lock.
1842                          */
1843                         failed = iter;
1844                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1845                         break;
1846                 } else
1847                         iter->oom_lock = true;
1848         }
1849
1850         if (failed) {
1851                 /*
1852                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1853                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1854                  */
1855                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1856                         if (iter == failed) {
1857                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1858                                 break;
1859                         }
1860                         iter->oom_lock = false;
1861                 }
1862         } else
1863                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1864
1865         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1866
1867         return !failed;
1868 }
1869
1870 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         struct mem_cgroup *iter;
1873
1874         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1875         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1876         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1877                 iter->oom_lock = false;
1878         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1879 }
1880
1881 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1882 {
1883         struct mem_cgroup *iter;
1884
1885         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1886         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1887                 iter->under_oom++;
1888         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1889 }
1890
1891 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         struct mem_cgroup *iter;
1894
1895         /*
1896          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1897          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1898          */
1899         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1900         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1901                 if (iter->under_oom > 0)
1902                         iter->under_oom--;
1903         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1904 }
1905
1906 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1907
1908 struct oom_wait_info {
1909         struct mem_cgroup *memcg;
1910         wait_queue_entry_t      wait;
1911 };
1912
1913 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1914         unsigned mode, int sync, void *arg)
1915 {
1916         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1917         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1918         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1919
1920         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1921         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1922
1923         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1924             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1925                 return 0;
1926         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1927 }
1928
1929 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         /*
1932          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1933          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1934          * this function is called as a result of userland actions
1935          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1936          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1937          * triggering notification.
1938          */
1939         if (memcg && memcg->under_oom)
1940                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1941 }
1942
1943 enum oom_status {
1944         OOM_SUCCESS,
1945         OOM_FAILED,
1946         OOM_ASYNC,
1947         OOM_SKIPPED
1948 };
1949
1950 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1951 {
1952         enum oom_status ret;
1953         bool locked;
1954
1955         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1956                 return OOM_SKIPPED;
1957
1958         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1959
1960         /*
1961          * We are in the middle of the charge context here, so we
1962          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1963          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1964          *
1965          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1966          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1967          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1968          * released.
1969          *
1970          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1971          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1972          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1973          * invoke the oom killer here.
1974          *
1975          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1976          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1977          */
1978         if (memcg->oom_kill_disable) {
1979                 if (!current->in_user_fault)
1980                         return OOM_SKIPPED;
1981                 css_get(&memcg->css);
1982                 current->memcg_in_oom = memcg;
1983                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1984                 current->memcg_oom_order = order;
1985
1986                 return OOM_ASYNC;
1987         }
1988
1989         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1990
1991         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1992
1993         if (locked)
1994                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1995
1996         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1997         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1998                 ret = OOM_SUCCESS;
1999         else
2000                 ret = OOM_FAILED;
2001
2002         if (locked)
2003                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2004
2005         return ret;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2010  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2011  *
2012  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2013  * handler was enabled.
2014  *
2015  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2016  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2017  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2018  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2019  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2020  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2021  *
2022  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2023  * completed, %false otherwise.
2024  */
2025 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2028         struct oom_wait_info owait;
2029         bool locked;
2030
2031         /* OOM is global, do not handle */
2032         if (!memcg)
2033                 return false;
2034
2035         if (!handle)
2036                 goto cleanup;
2037
2038         owait.memcg = memcg;
2039         owait.wait.flags = 0;
2040         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2041         owait.wait.private = current;
2042         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2043
2044         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2045         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2046
2047         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2048
2049         if (locked)
2050                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2051
2052         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2053                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2054                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2055                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2056                                          current->memcg_oom_order);
2057         } else {
2058                 schedule();
2059                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2060                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2061         }
2062
2063         if (locked) {
2064                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2065                 /*
2066                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2067                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2068                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2069                  */
2070                 memcg_oom_recover(memcg);
2071         }
2072 cleanup:
2073         current->memcg_in_oom = NULL;
2074         css_put(&memcg->css);
2075         return true;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2080  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2081  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2082  *
2083  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2084  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2085  *
2086  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2087  */
2088 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2089                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2090 {
2091         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2092         struct mem_cgroup *memcg;
2093
2094         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (!oom_domain)
2098                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2099
2100         rcu_read_lock();
2101
2102         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2103         if (memcg == root_mem_cgroup)
2104                 goto out;
2105
2106         /*
2107          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2108          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2109          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2110          */
2111         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2112                 goto out;
2113
2114         /*
2115          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2116          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2117          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2118          */
2119         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2120                 if (memcg->oom_group)
2121                         oom_group = memcg;
2122
2123                 if (memcg == oom_domain)
2124                         break;
2125         }
2126
2127         if (oom_group)
2128                 css_get(&oom_group->css);
2129 out:
2130         rcu_read_unlock();
2131
2132         return oom_group;
2133 }
2134
2135 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2136 {
2137         pr_info("Tasks in ");
2138         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2139         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2140 }
2141
2142 /**
2143  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2144  * @page: the page
2145  *
2146  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2147  * another cgroup.
2148  *
2149  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2150  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2151  * when @page might get freed inside the locked section.
2152  */
2153 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2154 {
2155         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2156         struct mem_cgroup *memcg;
2157         unsigned long flags;
2158
2159         /*
2160          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2161          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2162          * because page moving starts with an RCU grace period.
2163          *
2164          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2165          * the page state that is going to change is the only thing
2166          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2167          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2168          * keep off truncation, migration and so forth.
2169          */
2170         rcu_read_lock();
2171
2172         if (mem_cgroup_disabled())
2173                 return NULL;
2174 again:
2175         memcg = page_memcg(head);
2176         if (unlikely(!memcg))
2177                 return NULL;
2178
2179 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2180         local_irq_save(flags);
2181         might_lock(&memcg->move_lock);
2182         local_irq_restore(flags);
2183 #endif
2184
2185         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2186                 return memcg;
2187
2188         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2189         if (memcg != page_memcg(head)) {
2190                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2191                 goto again;
2192         }
2193
2194         /*
2195          * When charge migration first begins, we can have locked and
2196          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2197          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2198          */
2199         memcg->move_lock_task = current;
2200         memcg->move_lock_flags = flags;
2201
2202         return memcg;
2203 }
2204 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2205
2206 /**
2207  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2208  * @memcg: the memcg
2209  *
2210  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2211  */
2212 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2213 {
2214         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2215                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2216
2217                 memcg->move_lock_task = NULL;
2218                 memcg->move_lock_flags = 0;
2219
2220                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2221         }
2222
2223         rcu_read_unlock();
2224 }
2225
2226 /**
2227  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2228  * @page: the page
2229  */
2230 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2231 {
2232         struct page *head = compound_head(page);
2233
2234         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2237
2238 struct memcg_stock_pcp {
2239         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2240         unsigned int nr_pages;
2241
2242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2243         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2244         unsigned int nr_bytes;
2245 #endif
2246
2247         struct work_struct work;
2248         unsigned long flags;
2249 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2250 };
2251 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2252 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2253
2254 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2255 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2256 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2257                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2258
2259 #else
2260 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2261 {
2262 }
2263 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2264                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2265 {
2266         return false;
2267 }
2268 #endif
2269
2270 /**
2271  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2272  * @memcg: memcg to consume from.
2273  * @nr_pages: how many pages to charge.
2274  *
2275  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2276  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2277  * service an allocation will refill the stock.
2278  *
2279  * returns true if successful, false otherwise.
2280  */
2281 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2282 {
2283         struct memcg_stock_pcp *stock;
2284         unsigned long flags;
2285         bool ret = false;
2286
2287         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2288                 return ret;
2289
2290         local_irq_save(flags);
2291
2292         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2293         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2294                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2295                 ret = true;
2296         }
2297
2298         local_irq_restore(flags);
2299
2300         return ret;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2305  */
2306 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2307 {
2308         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2309
2310         if (!old)
2311                 return;
2312
2313         if (stock->nr_pages) {
2314                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2315                 if (do_memsw_account())
2316                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2317                 stock->nr_pages = 0;
2318         }
2319
2320         css_put(&old->css);
2321         stock->cached = NULL;
2322 }
2323
2324 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2325 {
2326         struct memcg_stock_pcp *stock;
2327         unsigned long flags;
2328
2329         /*
2330          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2331          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2332          */
2333         local_irq_save(flags);
2334
2335         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2336         drain_obj_stock(stock);
2337         drain_stock(stock);
2338         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2339
2340         local_irq_restore(flags);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2345  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2346  */
2347 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2348 {
2349         struct memcg_stock_pcp *stock;
2350         unsigned long flags;
2351
2352         local_irq_save(flags);
2353
2354         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2355         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2356                 drain_stock(stock);
2357                 css_get(&memcg->css);
2358                 stock->cached = memcg;
2359         }
2360         stock->nr_pages += nr_pages;
2361
2362         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2363                 drain_stock(stock);
2364
2365         local_irq_restore(flags);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2370  * of the hierarchy under it.
2371  */
2372 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2373 {
2374         int cpu, curcpu;
2375
2376         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2377         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2378                 return;
2379         /*
2380          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2381          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2382          * as well as workers from this path always operate on the local
2383          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2384          */
2385         curcpu = get_cpu();
2386         for_each_online_cpu(cpu) {
2387                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2388                 struct mem_cgroup *memcg;
2389                 bool flush = false;
2390
2391                 rcu_read_lock();
2392                 memcg = stock->cached;
2393                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2394                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2395                         flush = true;
2396                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2397                         flush = true;
2398                 rcu_read_unlock();
2399
2400                 if (flush &&
2401                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2402                         if (cpu == curcpu)
2403                                 drain_local_stock(&stock->work);
2404                         else
2405                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2406                 }
2407         }
2408         put_cpu();
2409         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2410 }
2411
2412 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2413 {
2414         struct memcg_stock_pcp *stock;
2415         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2416
2417         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2418         drain_stock(stock);
2419
2420         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2421                 int i;
2422
2423                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2424                         int nid;
2425                         long x;
2426
2427                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2428                         if (x)
2429                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2430                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2431
2432                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2433                                 continue;
2434
2435                         for_each_node(nid) {
2436                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2437
2438                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2439                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2440                                 if (x)
2441                                         do {
2442                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2443                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2448                         long x;
2449
2450                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2451                         if (x)
2452                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2453                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2454                 }
2455         }
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                   unsigned int nr_pages,
2462                                   gfp_t gfp_mask)
2463 {
2464         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2465
2466         do {
2467                 unsigned long pflags;
2468
2469                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2470                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2471                         continue;
2472
2473                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2474
2475                 psi_memstall_enter(&pflags);
2476                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2477                                                              gfp_mask, true);
2478                 psi_memstall_leave(&pflags);
2479         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2480                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2481
2482         return nr_reclaimed;
2483 }
2484
2485 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2486 {
2487         struct mem_cgroup *memcg;
2488
2489         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2490         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2495  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2496  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2497  */
2498 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2499
2500 /*
2501  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2502  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2503  * below.
2504  *
2505  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2506  *   overage ratio to a delay.
2507  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2508  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2509  *   to produce a reasonable delay curve.
2510  *
2511  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2512  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2513  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2514  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2515  * example, with a high of 100 megabytes:
2516  *
2517  *  +-------+------------------------+
2518  *  | usage | time to allocate in ms |
2519  *  +-------+------------------------+
2520  *  | 100M  |                      0 |
2521  *  | 101M  |                      6 |
2522  *  | 102M  |                     25 |
2523  *  | 103M  |                     57 |
2524  *  | 104M  |                    102 |
2525  *  | 105M  |                    159 |
2526  *  | 106M  |                    230 |
2527  *  | 107M  |                    313 |
2528  *  | 108M  |                    409 |
2529  *  | 109M  |                    518 |
2530  *  | 110M  |                    639 |
2531  *  | 111M  |                    774 |
2532  *  | 112M  |                    921 |
2533  *  | 113M  |                   1081 |
2534  *  | 114M  |                   1254 |
2535  *  | 115M  |                   1439 |
2536  *  | 116M  |                   1638 |
2537  *  | 117M  |                   1849 |
2538  *  | 118M  |                   2000 |
2539  *  | 119M  |                   2000 |
2540  *  | 120M  |                   2000 |
2541  *  +-------+------------------------+
2542  */
2543  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2544  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2545
2546 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2547 {
2548         u64 overage;
2549
2550         if (usage <= high)
2551                 return 0;
2552
2553         /*
2554          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2555          * it was a threshold of 1 page
2556          */
2557         high = max(high, 1UL);
2558
2559         overage = usage - high;
2560         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2561         return div64_u64(overage, high);
2562 }
2563
2564 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         u64 overage, max_overage = 0;
2567
2568         do {
2569                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2570                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2571                 max_overage = max(overage, max_overage);
2572         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2573                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2574
2575         return max_overage;
2576 }
2577
2578 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2579 {
2580         u64 overage, max_overage = 0;
2581
2582         do {
2583                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2584                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2585                 if (overage)
2586                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2587                 max_overage = max(overage, max_overage);
2588         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2589                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2590
2591         return max_overage;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2596  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2597  */
2598 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2599                                           unsigned int nr_pages,
2600                                           u64 max_overage)
2601 {
2602         unsigned long penalty_jiffies;
2603
2604         if (!max_overage)
2605                 return 0;
2606
2607         /*
2608          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2609          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2610          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2611          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2612          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2613          * overage amount.
2614          */
2615         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2616         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2617         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2618
2619         /*
2620          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2621          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2622          * 4N-sized allocation.
2623          *
2624          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2625          * larger the current charge patch is than that.
2626          */
2627         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2632  * and reclaims memory over the high limit.
2633  */
2634 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2635 {
2636         unsigned long penalty_jiffies;
2637         unsigned long pflags;
2638         unsigned long nr_reclaimed;
2639         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2640         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2641         struct mem_cgroup *memcg;
2642         bool in_retry = false;
2643
2644         if (likely(!nr_pages))
2645                 return;
2646
2647         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2648         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2649
2650 retry_reclaim:
2651         /*
2652          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2653          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2654          * or breaching resource isolation.
2655          *
2656          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2657          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2658          * allocator run every time an allocation is made.
2659          */
2660         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2661                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2662                                     GFP_KERNEL);
2663
2664         /*
2665          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2666          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2667          */
2668         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2669                                                mem_find_max_overage(memcg));
2670
2671         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2672                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2673
2674         /*
2675          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2676          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2677          * extremely slowly.
2678          */
2679         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2680
2681         /*
2682          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2683          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2684          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2685          * been aggressively reclaimed enough yet.
2686          */
2687         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2688                 goto out;
2689
2690         /*
2691          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2692          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2693          * throttling.
2694          */
2695         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2696                 in_retry = true;
2697                 goto retry_reclaim;
2698         }
2699
2700         /*
2701          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2702          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2703          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2704          */
2705         psi_memstall_enter(&pflags);
2706         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2707         psi_memstall_leave(&pflags);
2708
2709 out:
2710         css_put(&memcg->css);
2711 }
2712
2713 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2714                       unsigned int nr_pages)
2715 {
2716         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2717         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2718         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2719         struct page_counter *counter;
2720         enum oom_status oom_status;
2721         unsigned long nr_reclaimed;
2722         bool may_swap = true;
2723         bool drained = false;
2724         unsigned long pflags;
2725
2726         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2727                 return 0;
2728 retry:
2729         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2730                 return 0;
2731
2732         if (!do_memsw_account() ||
2733             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2734                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2735                         goto done_restock;
2736                 if (do_memsw_account())
2737                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2738                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2739         } else {
2740                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2741                 may_swap = false;
2742         }
2743
2744         if (batch > nr_pages) {
2745                 batch = nr_pages;
2746                 goto retry;
2747         }
2748
2749         /*
2750          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2751          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2752          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2753          * and let these go through as privileged allocations.
2754          */
2755         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2756                 goto force;
2757
2758         /*
2759          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2760          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2761          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2762          * free their memory.
2763          */
2764         if (unlikely(should_force_charge()))
2765                 goto force;
2766
2767         /*
2768          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2769          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2770          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2771          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2772          */
2773         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2774                 goto force;
2775
2776         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2777                 goto nomem;
2778
2779         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2780                 goto nomem;
2781
2782         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2783
2784         psi_memstall_enter(&pflags);
2785         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2786                                                     gfp_mask, may_swap);
2787         psi_memstall_leave(&pflags);
2788
2789         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2790                 goto retry;
2791
2792         if (!drained) {
2793                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2794                 drained = true;
2795                 goto retry;
2796         }
2797
2798         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2799                 goto nomem;
2800         /*
2801          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2802          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2803          * before killing the task.
2804          *
2805          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2806          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2807          * to regular pages anyway in case of failure.
2808          */
2809         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2810                 goto retry;
2811         /*
2812          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2813          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2814          */
2815         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2816                 goto retry;
2817
2818         if (nr_retries--)
2819                 goto retry;
2820
2821         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2822                 goto nomem;
2823
2824         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2825                 goto force;
2826
2827         if (fatal_signal_pending(current))
2828                 goto force;
2829
2830         /*
2831          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2832          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2833          * couldn't make any progress.
2834          */
2835         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2836                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2837         switch (oom_status) {
2838         case OOM_SUCCESS:
2839                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2840                 goto retry;
2841         case OOM_FAILED:
2842                 goto force;
2843         default:
2844                 goto nomem;
2845         }
2846 nomem:
2847         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2848                 return -ENOMEM;
2849 force:
2850         /*
2851          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2852          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2853          * temporarily by force charging it.
2854          */
2855         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2856         if (do_memsw_account())
2857                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2858
2859         return 0;
2860
2861 done_restock:
2862         if (batch > nr_pages)
2863                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2864
2865         /*
2866          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2867          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2868          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2869          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2870          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2871          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2872          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2873          */
2874         do {
2875                 bool mem_high, swap_high;
2876
2877                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2878                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2879                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2880                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2881
2882                 /* Don't bother a random interrupted task */
2883                 if (in_interrupt()) {
2884                         if (mem_high) {
2885                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2886                                 break;
2887                         }
2888                         continue;
2889                 }
2890
2891                 if (mem_high || swap_high) {
2892                         /*
2893                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2894                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2895                          * of the memory or swap footprints.
2896                          *
2897                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2898                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2899                          * based on how much each task is actually allocating.
2900                          */
2901                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2902                         set_notify_resume(current);
2903                         break;
2904                 }
2905         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2906
2907         return 0;
2908 }
2909
2910 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2911 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2912 {
2913         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2914                 return;
2915
2916         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2917         if (do_memsw_account())
2918                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2919 }
2920 #endif
2921
2922 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2925         /*
2926          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2927          *
2928          * - the page lock
2929          * - LRU isolation
2930          * - lock_page_memcg()
2931          * - exclusive reference
2932          */
2933         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2934 }
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2938                                  gfp_t gfp)
2939 {
2940         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2941         void *vec;
2942
2943         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2944                            page_to_nid(page));
2945         if (!vec)
2946                 return -ENOMEM;
2947
2948         if (!set_page_objcgs(page, vec))
2949                 kfree(vec);
2950         else
2951                 kmemleak_not_leak(vec);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2958  *
2959  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2960  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2961  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2962  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2963  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2964  *
2965  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2966  * cgroup_mutex, etc.
2967  */
2968 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2969 {
2970         struct page *page;
2971
2972         if (mem_cgroup_disabled())
2973                 return NULL;
2974
2975         page = virt_to_head_page(p);
2976
2977         /*
2978          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2979          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2980          * the page->obj_cgroups.
2981          */
2982         if (page_objcgs_check(page)) {
2983                 struct obj_cgroup *objcg;
2984                 unsigned int off;
2985
2986                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2987                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2988                 if (objcg)
2989                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2990
2991                 return NULL;
2992         }
2993
2994         /*
2995          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2996          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2997          * at that moment, but it can be set concurrently.
2998          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2999          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3000          */
3001         return page_memcg_check(page);
3002 }
3003
3004 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3005 {
3006         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3007         struct mem_cgroup *memcg;
3008
3009         if (memcg_kmem_bypass())
3010                 return NULL;
3011
3012         rcu_read_lock();
3013         if (unlikely(active_memcg()))
3014                 memcg = active_memcg();
3015         else
3016                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3017
3018         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3019                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3020                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3021                         break;
3022                 objcg = NULL;
3023         }
3024         rcu_read_unlock();
3025
3026         return objcg;
3027 }
3028
3029 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3030 {
3031         int id, size;
3032         int err;
3033
3034         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3035                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3036         if (id < 0)
3037                 return id;
3038
3039         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3040                 return id;
3041
3042         /*
3043          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3044          * so we have to grow them.
3045          */
3046         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3047
3048         size = 2 * (id + 1);
3049         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3050                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3051         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3052                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3053
3054         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3055         if (!err)
3056                 memcg_nr_cache_ids = size;
3057
3058         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3059
3060         if (err) {
3061                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3062                 return err;
3063         }
3064         return id;
3065 }
3066
3067 static void memcg_free_cache_id(int id)
3068 {
3069         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3070 }
3071
3072 /**
3073  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3074  * @memcg: memory cgroup to charge
3075  * @gfp: reclaim mode
3076  * @nr_pages: number of pages to charge
3077  *
3078  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3079  */
3080 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3081                         unsigned int nr_pages)
3082 {
3083         struct page_counter *counter;
3084         int ret;
3085
3086         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3087         if (ret)
3088                 return ret;
3089
3090         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3091             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3092
3093                 /*
3094                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3095                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3096                  * handling code.
3097                  */
3098                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3099                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3100                         return 0;
3101                 }
3102                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3103                 return -ENOMEM;
3104         }
3105         return 0;
3106 }
3107
3108 /**
3109  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3110  * @memcg: memcg to uncharge
3111  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3112  */
3113 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3114 {
3115         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3116                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3117
3118         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3119         if (do_memsw_account())
3120                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3121 }
3122
3123 /**
3124  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3125  * @page: page to charge
3126  * @gfp: reclaim mode
3127  * @order: allocation order
3128  *
3129  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3130  */
3131 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3132 {
3133         struct mem_cgroup *memcg;
3134         int ret = 0;
3135
3136         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3137         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3138                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3139                 if (!ret) {
3140                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3141                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3142                         return 0;
3143                 }
3144                 css_put(&memcg->css);
3145         }
3146         return ret;
3147 }
3148
3149 /**
3150  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3151  * @page: page to uncharge
3152  * @order: allocation order
3153  */
3154 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3155 {
3156         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3157         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3158
3159         if (!memcg)
3160                 return;
3161
3162         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3163         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3164         page->memcg_data = 0;
3165         css_put(&memcg->css);
3166 }
3167
3168 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3169 {
3170         struct memcg_stock_pcp *stock;
3171         unsigned long flags;
3172         bool ret = false;
3173
3174         local_irq_save(flags);
3175
3176         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3177         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3178                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3179                 ret = true;
3180         }
3181
3182         local_irq_restore(flags);
3183
3184         return ret;
3185 }
3186
3187 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3188 {
3189         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3190
3191         if (!old)
3192                 return;
3193
3194         if (stock->nr_bytes) {
3195                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3196                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3197
3198                 if (nr_pages) {
3199                         rcu_read_lock();
3200                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3201                         rcu_read_unlock();
3202                 }
3203
3204                 /*
3205                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3206                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3207                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3208                  * refill_obj_stock().
3209                  *
3210                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3211                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3212                  * so it might be changed in the future.
3213                  */
3214                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3215                 stock->nr_bytes = 0;
3216         }
3217
3218         obj_cgroup_put(old);
3219         stock->cached_objcg = NULL;
3220 }
3221
3222 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3223                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3224 {
3225         struct mem_cgroup *memcg;
3226
3227         if (stock->cached_objcg) {
3228                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3229                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3230                         return true;
3231         }
3232
3233         return false;
3234 }
3235
3236 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3237 {
3238         struct memcg_stock_pcp *stock;
3239         unsigned long flags;
3240
3241         local_irq_save(flags);
3242
3243         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3244         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3245                 drain_obj_stock(stock);
3246                 obj_cgroup_get(objcg);
3247                 stock->cached_objcg = objcg;
3248                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3249         }
3250         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3251
3252         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3253                 drain_obj_stock(stock);
3254
3255         local_irq_restore(flags);
3256 }
3257
3258 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3259 {
3260         struct mem_cgroup *memcg;
3261         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3262         int ret;
3263
3264         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3265                 return 0;
3266
3267         /*
3268          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3269          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3270          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3271          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3272          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3273          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3274          * refill_obj_stock(), called from this function or
3275          * independently later.
3276          */
3277         rcu_read_lock();
3278 retry:
3279         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3280         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3281                 goto retry;
3282         rcu_read_unlock();
3283
3284         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3285         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3286
3287         if (nr_bytes)
3288                 nr_pages += 1;
3289
3290         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3291         if (!ret && nr_bytes)
3292                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3293
3294         css_put(&memcg->css);
3295         return ret;
3296 }
3297
3298 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3299 {
3300         refill_obj_stock(objcg, size);
3301 }
3302
3303 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3304
3305 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3306 /*
3307  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3308  */
3309 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3310 {
3311         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3312         int i;
3313
3314         if (mem_cgroup_disabled())
3315                 return;
3316
3317         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3318                 css_get(&memcg->css);
3319                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3320         }
3321 }
3322 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3323
3324 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3325 /**
3326  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3327  * @entry: swap entry to be moved
3328  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3329  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3330  *
3331  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3332  * as the mem_cgroup's id of @from.
3333  *
3334  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3335  *
3336  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3337  * both res and memsw, and called css_get().
3338  */
3339 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3340                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3341 {
3342         unsigned short old_id, new_id;
3343
3344         old_id = mem_cgroup_id(from);
3345         new_id = mem_cgroup_id(to);
3346
3347         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3348                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3349                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3350                 return 0;
3351         }
3352         return -EINVAL;
3353 }
3354 #else
3355 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3356                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3357 {
3358         return -EINVAL;
3359 }
3360 #endif
3361
3362 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3363
3364 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                  unsigned long max, bool memsw)
3366 {
3367         bool enlarge = false;
3368         bool drained = false;
3369         int ret;
3370         bool limits_invariant;
3371         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3372
3373         do {
3374                 if (signal_pending(current)) {
3375                         ret = -EINTR;
3376                         break;
3377                 }
3378
3379                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3380                 /*
3381                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3382                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3383                  */
3384                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3385                                            max <= memcg->memsw.max;
3386                 if (!limits_invariant) {
3387                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3388                         ret = -EINVAL;
3389                         break;
3390                 }
3391                 if (max > counter->max)
3392                         enlarge = true;
3393                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3394                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3395
3396                 if (!ret)
3397                         break;
3398
3399                 if (!drained) {
3400                         drain_all_stock(memcg);
3401                         drained = true;
3402                         continue;
3403                 }
3404
3405                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3406                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3407                         ret = -EBUSY;
3408                         break;
3409                 }
3410         } while (true);
3411
3412         if (!ret && enlarge)
3413                 memcg_oom_recover(memcg);
3414
3415         return ret;
3416 }
3417
3418 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3419                                             gfp_t gfp_mask,
3420                                             unsigned long *total_scanned)
3421 {
3422         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3423         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3424         unsigned long reclaimed;
3425         int loop = 0;
3426         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3427         unsigned long excess;
3428         unsigned long nr_scanned;
3429
3430         if (order > 0)
3431                 return 0;
3432
3433         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3434
3435         /*
3436          * Do not even bother to check the largest node if the root
3437          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3438          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3439          */
3440         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3441                 return 0;
3442
3443         /*
3444          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3445          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3446          * pressure
3447          */
3448         do {
3449                 if (next_mz)
3450                         mz = next_mz;
3451                 else
3452                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3453                 if (!mz)
3454                         break;
3455
3456                 nr_scanned = 0;
3457                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3458                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3459                 nr_reclaimed += reclaimed;
3460                 *total_scanned += nr_scanned;
3461                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3462                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3463
3464                 /*
3465                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3466                  * it is time to move on to the next cgroup
3467                  */
3468                 next_mz = NULL;
3469                 if (!reclaimed)
3470                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3471
3472                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3473                 /*
3474                  * One school of thought says that we should not add
3475                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3476                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3477                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3478                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3479                  * term TODO.
3480                  */
3481                 /* If excess == 0, no tree ops */
3482                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3483                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3484                 css_put(&mz->memcg->css);
3485                 loop++;
3486                 /*
3487                  * Could not reclaim anything and there are no more
3488                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3489                  * reclaiming anything.
3490                  */
3491                 if (!nr_reclaimed &&
3492                         (next_mz == NULL ||
3493                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3494                         break;
3495         } while (!nr_reclaimed);
3496         if (next_mz)
3497                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3498         return nr_reclaimed;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3503  *
3504  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3505  */
3506 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3507 {
3508         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3509
3510         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3511         lru_add_drain_all();
3512
3513         drain_all_stock(memcg);
3514
3515         /* try to free all pages in this cgroup */
3516         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3517                 int progress;
3518
3519                 if (signal_pending(current))
3520                         return -EINTR;
3521
3522                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3523                                                         GFP_KERNEL, true);
3524                 if (!progress) {
3525                         nr_retries--;
3526                         /* maybe some writeback is necessary */
3527                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3528                 }
3529
3530         }
3531
3532         return 0;
3533 }
3534
3535 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3536                                             char *buf, size_t nbytes,
3537                                             loff_t off)
3538 {
3539         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3540
3541         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3542                 return -EINVAL;
3543         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3544 }
3545
3546 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3547                                      struct cftype *cft)
3548 {
3549         return 1;
3550 }
3551
3552 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3553                                       struct cftype *cft, u64 val)
3554 {
3555         if (val == 1)
3556                 return 0;
3557
3558         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3559                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3560                      "depend on this functionality.\n");
3561
3562         return -EINVAL;
3563 }
3564
3565 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3566 {
3567         unsigned long val;
3568
3569         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3570                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3571                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3572                 if (swap)
3573                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3574         } else {
3575                 if (!swap)
3576                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3577                 else
3578                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3579         }
3580         return val;
3581 }
3582
3583 enum {
3584         RES_USAGE,
3585         RES_LIMIT,
3586         RES_MAX_USAGE,
3587         RES_FAILCNT,
3588         RES_SOFT_LIMIT,
3589 };
3590
3591 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3592                                struct cftype *cft)
3593 {
3594         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3595         struct page_counter *counter;
3596
3597         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3598         case _MEM:
3599                 counter = &memcg->memory;
3600                 break;
3601         case _MEMSWAP:
3602                 counter = &memcg->memsw;
3603                 break;
3604         case _KMEM:
3605                 counter = &memcg->kmem;
3606                 break;
3607         case _TCP:
3608                 counter = &memcg->tcpmem;
3609                 break;
3610         default:
3611                 BUG();
3612         }
3613
3614         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3615         case RES_USAGE:
3616                 if (counter == &memcg->memory)
3617                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3618                 if (counter == &memcg->memsw)
3619                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3620                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3621         case RES_LIMIT:
3622                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3623         case RES_MAX_USAGE:
3624                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3625         case RES_FAILCNT:
3626                 return counter->failcnt;
3627         case RES_SOFT_LIMIT:
3628                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3629         default:
3630                 BUG();
3631         }
3632 }
3633
3634 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3635 {
3636         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3637         struct mem_cgroup *mi;
3638         int node, cpu, i;
3639
3640         for_each_online_cpu(cpu)
3641                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3642                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3643
3644         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3645                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3646                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3647
3648         for_each_node(node) {
3649                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3650                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3651
3652                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3653                         stat[i] = 0;
3654
3655                 for_each_online_cpu(cpu)
3656                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3657                                 stat[i] += per_cpu(
3658                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3659
3660                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3661                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3662                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3663         }
3664 }
3665
3666 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3667 {
3668         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3669         struct mem_cgroup *mi;
3670         int cpu, i;
3671
3672         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3673                 events[i] = 0;
3674
3675         for_each_online_cpu(cpu)
3676                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3677                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3678                                              cpu);
3679
3680         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3681                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3682                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3683 }
3684
3685 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3686 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3687 {
3688         struct obj_cgroup *objcg;
3689         int memcg_id;
3690
3691         if (cgroup_memory_nokmem)
3692                 return 0;
3693
3694         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3695         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3696
3697         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3698         if (memcg_id < 0)
3699                 return memcg_id;
3700
3701         objcg = obj_cgroup_alloc();
3702         if (!objcg) {
3703                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3704                 return -ENOMEM;
3705         }
3706         objcg->memcg = memcg;
3707         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3708
3709         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3710
3711         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3712         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3713
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3718 {
3719         struct cgroup_subsys_state *css;
3720         struct mem_cgroup *parent, *child;
3721         int kmemcg_id;
3722
3723         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3724                 return;
3725
3726         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3727
3728         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3729         if (!parent)
3730                 parent = root_mem_cgroup;
3731
3732         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3733
3734         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3735         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3736
3737         /*
3738          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3739          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3740          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3741          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3742          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3743          * memcg_drain_all_list_lrus().
3744          */
3745         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3746         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3747                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3748                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3749                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3750         }
3751         rcu_read_unlock();
3752
3753         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3754
3755         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3756 }
3757
3758 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3759 {
3760         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3761         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3762                 memcg_offline_kmem(memcg);
3763 }
3764 #else
3765 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3766 {
3767         return 0;
3768 }
3769 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3770 {
3771 }
3772 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3773 {
3774 }
3775 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3776
3777 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3778                                  unsigned long max)
3779 {
3780         int ret;
3781
3782         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3783         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3784         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3785         return ret;
3786 }
3787
3788 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3789 {
3790         int ret;
3791
3792         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3793
3794         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3795         if (ret)
3796                 goto out;
3797
3798         if (!memcg->tcpmem_active) {
3799                 /*
3800                  * The active flag needs to be written after the static_key
3801                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3802                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3803                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3804                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3805                  *
3806                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3807                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3808                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3809                  * yet, we'll lose accounting.
3810                  *
3811                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3812                  * because when this value change, the code to process it is not
3813                  * patched in yet.
3814                  */
3815                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3816                 memcg->tcpmem_active = true;
3817         }
3818 out:
3819         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3820         return ret;
3821 }
3822
3823 /*
3824  * The user of this function is...
3825  * RES_LIMIT.
3826  */
3827 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3828                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3829 {
3830         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3831         unsigned long nr_pages;
3832         int ret;
3833
3834         buf = strstrip(buf);
3835         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3836         if (ret)
3837                 return ret;
3838
3839         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3840         case RES_LIMIT:
3841                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3842                         ret = -EINVAL;
3843                         break;
3844                 }
3845                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3846                 case _MEM:
3847                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3848                         break;
3849                 case _MEMSWAP:
3850                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3851                         break;
3852                 case _KMEM:
3853                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3854                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3855                                      "depend on this functionality.\n");
3856                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3857                         break;
3858                 case _TCP:
3859                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3860                         break;
3861                 }
3862                 break;
3863         case RES_SOFT_LIMIT:
3864                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3865                 ret = 0;
3866                 break;
3867         }
3868         return ret ?: nbytes;
3869 }
3870
3871 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3872                                 size_t nbytes, loff_t off)
3873 {
3874         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3875         struct page_counter *counter;
3876
3877         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3878         case _MEM:
3879                 counter = &memcg->memory;
3880                 break;
3881         case _MEMSWAP:
3882                 counter = &memcg->memsw;
3883                 break;
3884         case _KMEM:
3885                 counter = &memcg->kmem;
3886                 break;
3887         case _TCP:
3888                 counter = &memcg->tcpmem;
3889                 break;
3890         default:
3891                 BUG();
3892         }
3893
3894         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3895         case RES_MAX_USAGE:
3896                 page_counter_reset_watermark(counter);
3897                 break;
3898         case RES_FAILCNT:
3899                 counter->failcnt = 0;
3900                 break;
3901         default:
3902                 BUG();
3903         }
3904
3905         return nbytes;
3906 }
3907
3908 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3909                                         struct cftype *cft)
3910 {
3911         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3912 }
3913
3914 #ifdef CONFIG_MMU
3915 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3916                                         struct cftype *cft, u64 val)
3917 {
3918         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3919
3920         if (val & ~MOVE_MASK)
3921                 return -EINVAL;
3922
3923         /*
3924          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3925          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3926          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3927          * affect task migrations starting after the change.
3928          */
3929         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3930         return 0;
3931 }
3932 #else
3933 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3934                                         struct cftype *cft, u64 val)
3935 {
3936         return -ENOSYS;
3937 }
3938 #endif
3939
3940 #ifdef CONFIG_NUMA
3941
3942 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3943 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3944 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3945
3946 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3947                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3948 {
3949         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3950         unsigned long nr = 0;
3951         enum lru_list lru;
3952
3953         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3954
3955         for_each_lru(lru) {
3956                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3957                         continue;
3958                 if (tree)
3959                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3960                 else
3961                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3962         }
3963         return nr;
3964 }
3965
3966 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3967                                              unsigned int lru_mask,
3968                                              bool tree)
3969 {
3970         unsigned long nr = 0;
3971         enum lru_list lru;
3972
3973         for_each_lru(lru) {
3974                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3975                         continue;
3976                 if (tree)
3977                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3978                 else
3979                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3980         }
3981         return nr;
3982 }
3983
3984 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3985 {
3986         struct numa_stat {
3987                 const char *name;
3988                 unsigned int lru_mask;
3989         };
3990
3991         static const struct numa_stat stats[] = {
3992                 { "total", LRU_ALL },
3993                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3994                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3995                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3996         };
3997         const struct numa_stat *stat;
3998         int nid;
3999         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4000
4001         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4002                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4003                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4004                                                    false));
4005                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4006                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4007                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4008                                                         stat->lru_mask, false));
4009                 seq_putc(m, '\n');
4010         }
4011
4012         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4013
4014                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4015                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4016                                                    true));
4017                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4018                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4019                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4020                                                         stat->lru_mask, true));
4021                 seq_putc(m, '\n');
4022         }
4023
4024         return 0;
4025 }
4026 #endif /* CONFIG_NUMA */
4027
4028 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4029         NR_FILE_PAGES,
4030         NR_ANON_MAPPED,
4031 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4032         NR_ANON_THPS,
4033 #endif
4034         NR_SHMEM,
4035         NR_FILE_MAPPED,
4036         NR_FILE_DIRTY,
4037         NR_WRITEBACK,
4038         MEMCG_SWAP,
4039 };
4040
4041 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4042         "cache",
4043         "rss",
4044 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4045         "rss_huge",
4046 #endif
4047         "shmem",
4048         "mapped_file",
4049         "dirty",
4050         "writeback",
4051         "swap",
4052 };
4053
4054 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4055 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4056         PGPGIN,
4057         PGPGOUT,
4058         PGFAULT,
4059         PGMAJFAULT,
4060 };
4061
4062 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4063 {
4064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4065         unsigned long memory, memsw;
4066         struct mem_cgroup *mi;
4067         unsigned int i;
4068
4069         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4070
4071         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4072                 unsigned long nr;
4073
4074                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4075                         continue;
4076                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4077 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4078                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4079                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4080 #endif
4081                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4082         }
4083
4084         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4085                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4086                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4087
4088         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4089                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4090                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4091                            PAGE_SIZE);
4092
4093         /* Hierarchical information */
4094         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4095         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4096                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4097                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4098         }
4099         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4100                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4101         if (do_memsw_account())
4102                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4103                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4104
4105         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4106                 unsigned long nr;
4107
4108                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4109                         continue;
4110                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4111 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4112                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4113                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4114 #endif
4115                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4116                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4117         }
4118
4119         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4120                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4121                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4122                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4123
4124         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4125                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4126                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4127                            PAGE_SIZE);
4128
4129 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4130         {
4131                 pg_data_t *pgdat;
4132                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4133                 unsigned long anon_cost = 0;
4134                 unsigned long file_cost = 0;
4135
4136                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4137                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4138
4139                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4140                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4141                 }
4142                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4143                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4144         }
4145 #endif
4146
4147         return 0;
4148 }
4149
4150 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4151                                       struct cftype *cft)
4152 {
4153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4154
4155         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4156 }
4157
4158 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4159                                        struct cftype *cft, u64 val)
4160 {
4161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4162
4163         if (val > 100)
4164                 return -EINVAL;
4165
4166         if (css->parent)
4167                 memcg->swappiness = val;
4168         else
4169                 vm_swappiness = val;
4170
4171         return 0;
4172 }
4173
4174 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4175 {
4176         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4177         unsigned long usage;
4178         int i;
4179
4180         rcu_read_lock();
4181         if (!swap)
4182                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4183         else
4184                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4185
4186         if (!t)
4187                 goto unlock;
4188
4189         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4190
4191         /*
4192          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4193          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4194          * call of __mem_cgroup_threshold().
4195          */
4196         i = t->current_threshold;
4197
4198         /*
4199          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4200          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4201          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4202          * only one element of the array here.
4203          */
4204         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4205                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4206
4207         /* i = current_threshold + 1 */
4208         i++;
4209
4210         /*
4211          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4212          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4213          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4214          * only one element of the array here.
4215          */
4216         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4217                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4218
4219         /* Update current_threshold */
4220         t->current_threshold = i - 1;
4221 unlock:
4222         rcu_read_unlock();
4223 }
4224
4225 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4226 {
4227         while (memcg) {
4228                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4229                 if (do_memsw_account())
4230                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4231
4232                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4233         }
4234 }
4235
4236 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4237 {
4238         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4239         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4240
4241         if (_a->threshold > _b->threshold)
4242                 return 1;
4243
4244         if (_a->threshold < _b->threshold)
4245                 return -1;
4246
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4251 {
4252         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4253
4254         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4255
4256         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4257                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4258
4259         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4260         return 0;
4261 }
4262
4263 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4264 {
4265         struct mem_cgroup *iter;
4266
4267         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4268                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4269 }
4270
4271 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4272         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4273 {
4274         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4275         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4276         unsigned long threshold;
4277         unsigned long usage;
4278         int i, size, ret;
4279
4280         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4281         if (ret)
4282                 return ret;
4283
4284         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4285
4286         if (type == _MEM) {
4287                 thresholds = &memcg->thresholds;
4288                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4289         } else if (type == _MEMSWAP) {
4290                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4291                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4292         } else
4293                 BUG();
4294
4295         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4296         if (thresholds->primary)
4297                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4298
4299         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4300
4301         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4302         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4303         if (!new) {
4304                 ret = -ENOMEM;
4305                 goto unlock;
4306         }
4307         new->size = size;
4308
4309         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4310         if (thresholds->primary)
4311                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4312                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4313
4314         /* Add new threshold */
4315         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4316         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4317
4318         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4319         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4320                         compare_thresholds, NULL);
4321
4322         /* Find current threshold */
4323         new->current_threshold = -1;
4324         for (i = 0; i < size; i++) {
4325                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4326                         /*
4327                          * new->current_threshold will not be used until
4328                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4329                          * it here.
4330                          */
4331                         ++new->current_threshold;
4332                 } else
4333                         break;
4334         }
4335
4336         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4337         kfree(thresholds->spare);
4338         thresholds->spare = thresholds->primary;
4339
4340         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4341
4342         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4343         synchronize_rcu();
4344
4345 unlock:
4346         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4347
4348         return ret;
4349 }
4350
4351 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4352         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4353 {
4354         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4355 }
4356
4357 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4358         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4359 {
4360         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4361 }
4362
4363 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4364         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4365 {
4366         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4367         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4368         unsigned long usage;
4369         int i, j, size, entries;
4370
4371         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4372
4373         if (type == _MEM) {
4374                 thresholds = &memcg->thresholds;
4375                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4376         } else if (type == _MEMSWAP) {
4377                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4378                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4379         } else
4380                 BUG();
4381
4382         if (!thresholds->primary)
4383                 goto unlock;
4384
4385         /* Check if a threshold crossed before removing */
4386         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4387
4388         /* Calculate new number of threshold */
4389         size = entries = 0;
4390         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4391                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4392                         size++;
4393                 else
4394                         entries++;
4395         }
4396
4397         new = thresholds->spare;
4398
4399         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4400         if (!entries)
4401                 goto unlock;
4402
4403         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4404         if (!size) {
4405                 kfree(new);
4406                 new = NULL;
4407                 goto swap_buffers;
4408         }
4409
4410         new->size = size;
4411
4412         /* Copy thresholds and find current threshold */
4413         new->current_threshold = -1;
4414         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4415                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4416                         continue;
4417
4418                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4419                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4420                         /*
4421                          * new->current_threshold will not be used
4422                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4423                          * it here.
4424                          */
4425                         ++new->current_threshold;
4426                 }
4427                 j++;
4428         }
4429
4430 swap_buffers:
4431         /* Swap primary and spare array */
4432         thresholds->spare = thresholds->primary;
4433
4434         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4435
4436         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4437         synchronize_rcu();
4438
4439         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4440         if (!new) {
4441                 kfree(thresholds->spare);
4442                 thresholds->spare = NULL;
4443         }
4444 unlock:
4445         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4446 }
4447
4448 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4449         struct eventfd_ctx *eventfd)
4450 {
4451         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4452 }
4453
4454 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4455         struct eventfd_ctx *eventfd)
4456 {
4457         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4458 }
4459
4460 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4461         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4462 {
4463         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4464
4465         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4466         if (!event)
4467                 return -ENOMEM;
4468
4469         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4470
4471         event->eventfd = eventfd;
4472         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4473
4474         /* already in OOM ? */
4475         if (memcg->under_oom)
4476                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4477         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4478
4479         return 0;
4480 }
4481
4482 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4483         struct eventfd_ctx *eventfd)
4484 {
4485         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4486
4487         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4488
4489         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4490                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4491                         list_del(&ev->list);
4492                         kfree(ev);
4493                 }
4494         }
4495
4496         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4497 }
4498
4499 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4500 {
4501         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4502
4503         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4504         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4505         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4506                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4507         return 0;
4508 }
4509
4510 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4511         struct cftype *cft, u64 val)
4512 {
4513         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4514
4515         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4516         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4517                 return -EINVAL;
4518
4519         memcg->oom_kill_disable = val;
4520         if (!val)
4521                 memcg_oom_recover(memcg);
4522
4523         return 0;
4524 }
4525
4526 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4527
4528 #include <trace/events/writeback.h>
4529
4530 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4531 {
4532         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4533 }
4534
4535 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4536 {
4537         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4538 }
4539
4540 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4541 {
4542         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4543 }
4544
4545 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4546 {
4547         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4548
4549         if (!memcg->css.parent)
4550                 return NULL;
4551
4552         return &memcg->cgwb_domain;
4553 }
4554
4555 /*
4556  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4557  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4558  */
4559 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4560 {
4561         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4562         int cpu;
4563
4564         for_each_online_cpu(cpu)
4565                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4566         if (x < 0)
4567                 x = 0;
4568         return x;
4569 }
4570
4571 /**
4572  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4573  * @wb: bdi_writeback in question
4574  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4575  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4576  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4577  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4578  *
4579  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4580  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4581  * is a bit more involved.
4582  *
4583  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4584  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4585  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4586  * available memory in the system.  The caller should further cap
4587  * *@pheadroom accordingly.
4588  */
4589 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4590                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4591                          unsigned long *pwriteback)
4592 {
4593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4594         struct mem_cgroup *parent;
4595
4596         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4597
4598         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4599         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4600                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4601         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4602
4603         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4604                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4605                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4606                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4607
4608                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4609                 memcg = parent;
4610         }
4611 }
4612
4613 /*
4614  * Foreign dirty flushing
4615  *
4616  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4617  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4618  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4619  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4620  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4621  * different cgroups isn't a common use-case.
4622  *
4623  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4624  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4625  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4626  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4627  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4628  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4629  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4630  * make writeback of the dirty pages happen.
4631  *
4632  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4633  * severely throttled after making some progress after each
4634  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4635  * completely idle.
4636  *
4637  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4638  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4639  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4640  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4641  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4642  *
4643  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4644  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4645  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4646  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4647  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4648  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4649  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4650  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4651  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4652  *
4653  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4654  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4655  * records are lockless and racy.
4656  */
4657 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4658                                              struct bdi_writeback *wb)
4659 {
4660         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4661         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4662         u64 now = get_jiffies_64();
4663         u64 oldest_at = now;
4664         int oldest = -1;
4665         int i;
4666
4667         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4668
4669         /*
4670          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4671          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4672          * written out.
4673          */
4674         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4675                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4676                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4677                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4678                         break;
4679                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4680                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4681                         oldest = i;
4682                         oldest_at = frn->at;
4683                 }
4684         }
4685
4686         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4687                 /*
4688                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4689                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4690                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4691                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4692                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4693                  */
4694                 unsigned long update_intv =
4695                         min_t(unsigned long, HZ,
4696                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4697
4698                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4699                         frn->at = now;
4700         } else if (oldest >= 0) {
4701                 /* replace the oldest free one */
4702                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4703                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4704                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4705                 frn->at = now;
4706         }
4707 }
4708
4709 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4710 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4711 {
4712         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4713         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4714         u64 now = jiffies_64;
4715         int i;
4716
4717         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4718                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4719
4720                 /*
4721                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4722                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4723                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4724                  * already one in flight.
4725                  */
4726                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4727                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4728                         frn->at = 0;
4729                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4730                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4731                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4732                                                &frn->done);
4733                 }
4734         }
4735 }
4736
4737 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4738
4739 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4740 {
4741         return 0;
4742 }
4743
4744 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4745 {
4746 }
4747
4748 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4749 {
4750 }
4751
4752 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4753
4754 /*
4755  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4756  *
4757  * "cgroup.event_control" implementation.
4758  *
4759  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4760  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4761  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4762  *
4763  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4764  * possible.
4765  */
4766
4767 /*
4768  * Unregister event and free resources.
4769  *
4770  * Gets called from workqueue.
4771  */
4772 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4773 {
4774         struct mem_cgroup_event *event =
4775                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4776         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4777
4778         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4779
4780         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4781
4782         /* Notify userspace the event is going away. */
4783         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4784
4785         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4786         kfree(event);
4787         css_put(&memcg->css);
4788 }
4789
4790 /*
4791  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4792  *
4793  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4794  */
4795 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4796                             int sync, void *key)
4797 {
4798         struct mem_cgroup_event *event =
4799                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4800         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4801         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4802
4803         if (flags & EPOLLHUP) {
4804                 /*
4805                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4806                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4807                  * for us.
4808                  *
4809                  * We can't race against event freeing since the other
4810                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4811                  * which we hold.
4812                  */
4813                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4814                 if (!list_empty(&event->list)) {
4815                         list_del_init(&event->list);
4816                         /*
4817                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4818                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4819                          */
4820                         schedule_work(&event->remove);
4821                 }
4822                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4823         }
4824
4825         return 0;
4826 }
4827
4828 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4829                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4830 {
4831         struct mem_cgroup_event *event =
4832                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4833
4834         event->wqh = wqh;
4835         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4836 }
4837
4838 /*
4839  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4840  *
4841  * Parse input and register new cgroup event handler.
4842  *
4843  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4844  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4845  */
4846 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4847                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4848 {
4849         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4850         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4851         struct mem_cgroup_event *event;
4852         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4853         unsigned int efd, cfd;
4854         struct fd efile;
4855         struct fd cfile;
4856         const char *name;
4857         char *endp;
4858         int ret;
4859
4860         buf = strstrip(buf);
4861
4862         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4863         if (*endp != ' ')
4864                 return -EINVAL;
4865         buf = endp + 1;
4866
4867         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4868         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4869                 return -EINVAL;
4870         buf = endp + 1;
4871
4872         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4873         if (!event)
4874                 return -ENOMEM;
4875
4876         event->memcg = memcg;
4877         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4878         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4879         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4880         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4881
4882         efile = fdget(efd);
4883         if (!efile.file) {
4884                 ret = -EBADF;
4885                 goto out_kfree;
4886         }
4887
4888         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4889         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4890                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4891                 goto out_put_efile;
4892         }
4893
4894         cfile = fdget(cfd);
4895         if (!cfile.file) {
4896                 ret = -EBADF;
4897                 goto out_put_eventfd;
4898         }
4899
4900         /* the process need read permission on control file */
4901         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4902         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4903         if (ret < 0)
4904                 goto out_put_cfile;
4905
4906         /*
4907          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4908          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4909          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4910          * is for compatibility anyway.
4911          *
4912          * DO NOT ADD NEW FILES.
4913          */
4914         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4915
4916         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4917                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4918                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4919         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4920                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4921                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4922         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4923                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4924                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4925         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4926                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4927                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4928         } else {
4929                 ret = -EINVAL;
4930                 goto out_put_cfile;
4931         }
4932
4933         /*
4934          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4935          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4936          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4937          */
4938         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4939                                                &memory_cgrp_subsys);
4940         ret = -EINVAL;
4941         if (IS_ERR(cfile_css))
4942                 goto out_put_cfile;
4943         if (cfile_css != css) {
4944                 css_put(cfile_css);
4945                 goto out_put_cfile;
4946         }
4947
4948         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4949         if (ret)
4950                 goto out_put_css;
4951
4952         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4953
4954         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4955         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4956         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4957
4958         fdput(cfile);
4959         fdput(efile);
4960
4961         return nbytes;
4962
4963 out_put_css:
4964         css_put(css);
4965 out_put_cfile:
4966         fdput(cfile);
4967 out_put_eventfd:
4968         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4969 out_put_efile:
4970         fdput(efile);
4971 out_kfree:
4972         kfree(event);
4973
4974         return ret;
4975 }
4976
4977 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4978         {
4979                 .name = "usage_in_bytes",
4980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4981                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4982         },
4983         {
4984                 .name = "max_usage_in_bytes",
4985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4986                 .write = mem_cgroup_reset,
4987                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4988         },
4989         {
4990                 .name = "limit_in_bytes",
4991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4992                 .write = mem_cgroup_write,
4993                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4994         },
4995         {
4996                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4997                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4998                 .write = mem_cgroup_write,
4999                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5000         },
5001         {
5002                 .name = "failcnt",
5003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5004                 .write = mem_cgroup_reset,
5005                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5006         },
5007         {
5008                 .name = "stat",
5009                 .seq_show = memcg_stat_show,
5010         },
5011         {
5012                 .name = "force_empty",
5013                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5014         },
5015         {
5016                 .name = "use_hierarchy",
5017                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5018                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5019         },
5020         {
5021                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5022                 .write = memcg_write_event_control,
5023                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5024         },
5025         {
5026                 .name = "swappiness",
5027                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5028                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5029         },
5030         {
5031                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5032                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5033                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5034         },
5035         {
5036                 .name = "oom_control",
5037                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5038                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5040         },
5041         {
5042                 .name = "pressure_level",
5043         },
5044 #ifdef CONFIG_NUMA
5045         {
5046                 .name = "numa_stat",
5047                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5048         },
5049 #endif
5050         {
5051                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5053                 .write = mem_cgroup_write,
5054                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5055         },
5056         {
5057                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5060         },
5061         {
5062                 .name = "kmem.failcnt",
5063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5064                 .write = mem_cgroup_reset,
5065                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5066         },
5067         {
5068                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5070                 .write = mem_cgroup_reset,
5071                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5072         },
5073 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5074         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5075         {
5076                 .name = "kmem.slabinfo",
5077                 .seq_show = memcg_slab_show,
5078         },
5079 #endif
5080         {
5081                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5083                 .write = mem_cgroup_write,
5084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5085         },
5086         {
5087                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5089                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5090         },
5091         {
5092                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5094                 .write = mem_cgroup_reset,
5095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5096         },
5097         {
5098                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5099                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5100                 .write = mem_cgroup_reset,
5101                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5102         },
5103         { },    /* terminate */
5104 };
5105
5106 /*
5107  * Private memory cgroup IDR
5108  *
5109  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5110  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5111  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5112  * memory-controlled cgroups to 64k.
5113  *
5114  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5115  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5116  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5117  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5118  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5119  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5120  *
5121  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5122  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5123  * when the CSS is offlined.
5124  *
5125  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5126  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5127  * those references are manageable from userspace.
5128  */
5129
5130 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5131
5132 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5133 {
5134         if (memcg->id.id > 0) {
5135                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5136                 memcg->id.id = 0;
5137         }
5138 }
5139
5140 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5141                                                   unsigned int n)
5142 {
5143         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5144 }
5145
5146 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5147 {
5148         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5149                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5150
5151                 /* Memcg ID pins CSS */
5152                 css_put(&memcg->css);
5153         }
5154 }
5155
5156 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5157 {
5158         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5159 }
5160
5161 /**
5162  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5163  * @id: the memcg id to look up
5164  *
5165  * Caller must hold rcu_read_lock().
5166  */
5167 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5168 {
5169         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5170         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5171 }
5172
5173 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5174 {
5175         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5176         int tmp = node;
5177         /*
5178          * This routine is called against possible nodes.
5179          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5180          *
5181          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5182          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5183          *       function.
5184          */
5185         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5186                 tmp = -1;
5187         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5188         if (!pn)
5189                 return 1;
5190
5191         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5192                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5193         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5194                 kfree(pn);
5195                 return 1;
5196         }
5197
5198         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5199                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5200         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5201                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5202                 kfree(pn);
5203                 return 1;
5204         }
5205
5206         lruvec_init(&pn->lruvec);
5207         pn->usage_in_excess = 0;
5208         pn->on_tree = false;
5209         pn->memcg = memcg;
5210
5211         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5212         return 0;
5213 }
5214
5215 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5216 {
5217         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5218
5219         if (!pn)
5220                 return;
5221
5222         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5223         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5224         kfree(pn);
5225 }
5226
5227 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5228 {
5229         int node;
5230
5231         for_each_node(node)
5232                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5233         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5234         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5235         kfree(memcg);
5236 }
5237
5238 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5239 {
5240         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5241         /*
5242          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5243          * on parent's and all ancestor levels.
5244          */
5245         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5246         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5247         __mem_cgroup_free(memcg);
5248 }
5249
5250 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5251 {
5252         struct mem_cgroup *memcg;
5253         unsigned int size;
5254         int node;
5255         int __maybe_unused i;
5256         long error = -ENOMEM;
5257
5258         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5259         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5260
5261         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5262         if (!memcg)
5263                 return ERR_PTR(error);
5264
5265         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5266                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5267                                  GFP_KERNEL);
5268         if (memcg->id.id < 0) {
5269                 error = memcg->id.id;
5270                 goto fail;
5271         }
5272
5273         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5274                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5275         if (!memcg->vmstats_local)
5276                 goto fail;
5277
5278         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5279                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5280         if (!memcg->vmstats_percpu)
5281                 goto fail;
5282
5283         for_each_node(node)
5284                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5285                         goto fail;
5286
5287         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5288                 goto fail;
5289
5290         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5291         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5292         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5293         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5294         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5295         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5296         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5297         memcg->socket_pressure = jiffies;
5298 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5299         memcg->kmemcg_id = -1;
5300         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5301 #endif
5302 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5303         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5304         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5305                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5306                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5307 #endif
5308 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5309         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5310         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5311         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5312 #endif
5313         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5314         return memcg;
5315 fail:
5316         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5317         __mem_cgroup_free(memcg);
5318         return ERR_PTR(error);
5319 }
5320
5321 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5322 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5323 {
5324         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5325         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5326         long error = -ENOMEM;
5327
5328         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5329         memcg = mem_cgroup_alloc();
5330         set_active_memcg(old_memcg);
5331         if (IS_ERR(memcg))
5332                 return ERR_CAST(memcg);
5333
5334         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5335         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5336         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5337         if (parent) {
5338                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5339                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5340
5341                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5342                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5343                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5344                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5345         } else {
5346                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5347                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5348                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5349                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5350
5351                 root_mem_cgroup = memcg;
5352                 return &memcg->css;
5353         }
5354
5355         /* The following stuff does not apply to the root */
5356         error = memcg_online_kmem(memcg);
5357         if (error)
5358                 goto fail;
5359
5360         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5361                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5362
5363         return &memcg->css;
5364 fail:
5365         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5366         mem_cgroup_free(memcg);
5367         return ERR_PTR(error);
5368 }
5369
5370 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5371 {
5372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5373
5374         /*
5375          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5376          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5377          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5378          */
5379         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5380                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5381                 return -ENOMEM;
5382         }
5383
5384         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5385         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5386         css_get(css);
5387         return 0;
5388 }
5389
5390 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5391 {
5392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5393         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5394
5395         /*
5396          * Unregister events and notify userspace.
5397          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5398          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5399          */
5400         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5401         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5402                 list_del_init(&event->list);
5403                 schedule_work(&event->remove);
5404         }
5405         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5406
5407         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5408         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5409
5410         memcg_offline_kmem(memcg);
5411         wb_memcg_offline(memcg);
5412
5413         drain_all_stock(memcg);
5414
5415         mem_cgroup_id_put(memcg);
5416 }
5417
5418 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5419 {
5420         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5421
5422         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5423 }
5424
5425 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5426 {
5427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5428         int __maybe_unused i;
5429
5430 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5431         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5432                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5433 #endif
5434         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5435                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5436
5437         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5438                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5439
5440         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5441         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5442         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5443         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5444         memcg_free_kmem(memcg);
5445         mem_cgroup_free(memcg);
5446 }
5447
5448 /**
5449  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5450  * @css: the target css
5451  *
5452  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5453  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5454  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5455  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5456  * made visible again.
5457  *
5458  * The current implementation only resets the essential configurations.
5459  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5460  */
5461 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5462 {
5463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5464
5465         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5466         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5467         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5468         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5469         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5470         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5471         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5472         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5473         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5474         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5475 }
5476
5477 #ifdef CONFIG_MMU
5478 /* Handlers for move charge at task migration. */
5479 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5480 {
5481         int ret;
5482
5483         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5484         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5485         if (!ret) {
5486                 mc.precharge += count;
5487                 return ret;
5488         }
5489
5490         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5491         while (count--) {
5492                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5493                 if (ret)
5494                         return ret;
5495                 mc.precharge++;
5496                 cond_resched();
5497         }
5498         return 0;
5499 }
5500
5501 union mc_target {
5502         struct page     *page;
5503         swp_entry_t     ent;
5504 };
5505
5506 enum mc_target_type {
5507         MC_TARGET_NONE = 0,
5508         MC_TARGET_PAGE,
5509         MC_TARGET_SWAP,
5510         MC_TARGET_DEVICE,
5511 };
5512
5513 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5514                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5515 {
5516         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5517
5518         if (!page || !page_mapped(page))
5519                 return NULL;
5520         if (PageAnon(page)) {
5521                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5522                         return NULL;
5523         } else {
5524                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5525                         return NULL;
5526         }
5527         if (!get_page_unless_zero(page))
5528                 return NULL;
5529
5530         return page;
5531 }
5532
5533 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5534 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5535                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5536 {
5537         struct page *page = NULL;
5538         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5539
5540         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5541                 return NULL;
5542
5543         /*
5544          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5545          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5546          * as special swap entry in the CPU page table.
5547          */
5548         if (is_device_private_entry(ent)) {
5549                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5550                 /*
5551                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5552                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5553                  */
5554                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5555                         return NULL;
5556                 return page;
5557         }
5558
5559         if (non_swap_entry(ent))
5560                 return NULL;
5561
5562         /*
5563          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5564          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5565          */
5566         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5567         entry->val = ent.val;
5568
5569         return page;
5570 }
5571 #else
5572 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5573                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5574 {
5575         return NULL;
5576 }
5577 #endif
5578
5579 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5580                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5581 {
5582         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5583                 return NULL;
5584         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5585                 return NULL;
5586
5587         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5588         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5589         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5590                         linear_page_index(vma, addr));
5591 }
5592
5593 /**
5594  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5595  * @page: the page
5596  * @compound: charge the page as compound or small page
5597  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5598  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5599  *
5600  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5601  *
5602  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5603  * from old cgroup.
5604  */
5605 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5606                                    bool compound,
5607                                    struct mem_cgroup *from,
5608                                    struct mem_cgroup *to)
5609 {
5610         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5611         struct pglist_data *pgdat;
5612         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5613         int ret;
5614
5615         VM_BUG_ON(from == to);
5616         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5617         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5618
5619         /*
5620          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5621          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5622          */
5623         ret = -EBUSY;
5624         if (!trylock_page(page))
5625                 goto out;
5626
5627         ret = -EINVAL;
5628         if (page_memcg(page) != from)
5629                 goto out_unlock;
5630
5631         pgdat = page_pgdat(page);
5632         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5633         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5634
5635         lock_page_memcg(page);
5636
5637         if (PageAnon(page)) {
5638                 if (page_mapped(page)) {
5639                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5640                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5641                         if (PageTransHuge(page)) {
5642                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5643                                                    -nr_pages);
5644                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5645                                                    nr_pages);
5646                         }
5647
5648                 }
5649         } else {
5650                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5651                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5652
5653                 if (PageSwapBacked(page)) {
5654                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5655                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5656                 }
5657
5658                 if (page_mapped(page)) {
5659                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5660                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5661                 }
5662
5663                 if (PageDirty(page)) {
5664                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5665
5666                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5667                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5668                                                    -nr_pages);
5669                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5670                                                    nr_pages);
5671                         }
5672                 }
5673         }
5674
5675         if (PageWriteback(page)) {
5676                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5677                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5678         }
5679
5680         /*
5681          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5682          *
5683          * It is safe to change page's memcg here because the page
5684          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5685          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5686          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5687          *
5688          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5689          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5690          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5691          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5692          */
5693         smp_mb();
5694
5695         css_get(&to->css);
5696         css_put(&from->css);
5697
5698         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5699
5700         __unlock_page_memcg(from);
5701
5702         ret = 0;
5703
5704         local_irq_disable();
5705         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5706         memcg_check_events(to, page);
5707         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5708         memcg_check_events(from, page);
5709         local_irq_enable();
5710 out_unlock:
5711         unlock_page(page);
5712 out:
5713         return ret;
5714 }
5715
5716 /**
5717  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5718  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5719  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5720  * @ptent: the pte to be checked
5721  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5722  *
5723  * Returns
5724  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5725  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5726  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5727  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5728  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5729  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5730  *     in target->ent.
5731  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5732  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5733  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5734  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5735  *     regular page.
5736  *
5737  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5738  *
5739  * Called with pte lock held.
5740  */
5741
5742 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5743                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5744 {
5745         struct page *page = NULL;
5746         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5747         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5748
5749         if (pte_present(ptent))
5750                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5751         else if (is_swap_pte(ptent))
5752                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5753         else if (pte_none(ptent))
5754                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5755
5756         if (!page && !ent.val)
5757                 return ret;
5758         if (page) {
5759                 /*
5760                  * Do only loose check w/o serialization.
5761                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5762                  * not under LRU exclusion.
5763                  */
5764                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5765                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5766                         if (is_device_private_page(page))
5767                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5768                         if (target)
5769                                 target->page = page;
5770                 }
5771                 if (!ret || !target)
5772                         put_page(page);
5773         }
5774         /*
5775          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5776          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5777          */
5778         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5779             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5780                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5781                 if (target)
5782                         target->ent = ent;
5783         }
5784         return ret;
5785 }
5786
5787 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5788 /*
5789  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5790  * not support them for now.
5791  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5792  */
5793 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5794                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5795 {
5796         struct page *page = NULL;
5797         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5798
5799         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5800                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5801                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5802                 return ret;
5803         }
5804         page = pmd_page(pmd);
5805         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5806         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5807                 return ret;
5808         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5809                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5810                 if (target) {
5811                         get_page(page);
5812                         target->page = page;
5813                 }
5814         }
5815         return ret;
5816 }
5817 #else
5818 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5819                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5820 {
5821         return MC_TARGET_NONE;
5822 }
5823 #endif
5824
5825 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5826                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5827                                         struct mm_walk *walk)
5828 {
5829         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5830         pte_t *pte;
5831         spinlock_t *ptl;
5832
5833         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5834         if (ptl) {
5835                 /*
5836                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5837                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5838                  * this might change.
5839                  */
5840                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5841                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5842                 spin_unlock(ptl);
5843                 return 0;
5844         }
5845
5846         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5847                 return 0;
5848         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5849         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5850                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5851                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5852         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5853         cond_resched();
5854
5855         return 0;
5856 }
5857
5858 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5859         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5860 };
5861
5862 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5863 {
5864         unsigned long precharge;
5865
5866         mmap_read_lock(mm);
5867         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5868         mmap_read_unlock(mm);
5869
5870         precharge = mc.precharge;
5871         mc.precharge = 0;
5872
5873         return precharge;
5874 }
5875
5876 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5877 {
5878         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5879
5880         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5881         mc.moving_task = current;
5882         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5883 }
5884
5885 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5886 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5887 {
5888         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5889         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5890
5891         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5892         if (mc.precharge) {
5893                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5894                 mc.precharge = 0;
5895         }
5896         /*
5897          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5898          * we must uncharge here.
5899          */
5900         if (mc.moved_charge) {
5901                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5902                 mc.moved_charge = 0;
5903         }
5904         /* we must fixup refcnts and charges */
5905         if (mc.moved_swap) {
5906                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5907                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5908                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5909
5910                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5911
5912                 /*
5913                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5914                  * should uncharge to->memory.
5915                  */
5916                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5917                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5918
5919                 mc.moved_swap = 0;
5920         }
5921         memcg_oom_recover(from);
5922         memcg_oom_recover(to);
5923         wake_up_all(&mc.waitq);
5924 }
5925
5926 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5927 {
5928         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5929
5930         /*
5931          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5932          * task migration.
5933          */
5934         mc.moving_task = NULL;
5935         __mem_cgroup_clear_mc();
5936         spin_lock(&mc.lock);
5937         mc.from = NULL;
5938         mc.to = NULL;
5939         mc.mm = NULL;
5940         spin_unlock(&mc.lock);
5941
5942         mmput(mm);
5943 }
5944
5945 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5946 {
5947         struct cgroup_subsys_state *css;
5948         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5949         struct mem_cgroup *from;
5950         struct task_struct *leader, *p;
5951         struct mm_struct *mm;
5952         unsigned long move_flags;
5953         int ret = 0;
5954
5955         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5956         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5957                 return 0;
5958
5959         /*
5960          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5961          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5962          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5963          * multiple.
5964          */
5965         p = NULL;
5966         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5967                 WARN_ON_ONCE(p);
5968                 p = leader;
5969                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5970         }
5971         if (!p)
5972                 return 0;
5973
5974         /*
5975          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5976          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5977          * So we need to save it, and keep it going.
5978          */
5979         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5980         if (!move_flags)
5981                 return 0;
5982
5983         from = mem_cgroup_from_task(p);
5984
5985         VM_BUG_ON(from == memcg);
5986
5987         mm = get_task_mm(p);
5988         if (!mm)
5989                 return 0;
5990         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5991         if (mm->owner == p) {
5992                 VM_BUG_ON(mc.from);
5993                 VM_BUG_ON(mc.to);
5994                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5995                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5996                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5997
5998                 spin_lock(&mc.lock);
5999                 mc.mm = mm;
6000                 mc.from = from;
6001                 mc.to = memcg;
6002                 mc.flags = move_flags;
6003                 spin_unlock(&mc.lock);
6004                 /* We set mc.moving_task later */
6005
6006                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6007                 if (ret)
6008                         mem_cgroup_clear_mc();
6009         } else {
6010                 mmput(mm);
6011         }
6012         return ret;
6013 }
6014
6015 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6016 {
6017         if (mc.to)
6018                 mem_cgroup_clear_mc();
6019 }
6020
6021 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6022                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6023                                 struct mm_walk *walk)
6024 {
6025         int ret = 0;
6026         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6027         pte_t *pte;
6028         spinlock_t *ptl;
6029         enum mc_target_type target_type;
6030         union mc_target target;
6031         struct page *page;
6032
6033         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6034         if (ptl) {
6035                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6036                         spin_unlock(ptl);
6037                         return 0;
6038                 }
6039                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6040                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6041                         page = target.page;
6042                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6043                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6044                                                              mc.from, mc.to)) {
6045                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6046                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6047                                 }
6048                                 putback_lru_page(page);
6049                         }
6050                         put_page(page);
6051                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6052                         page = target.page;
6053                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6054                                                      mc.from, mc.to)) {
6055                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6056                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6057                         }
6058                         put_page(page);
6059                 }
6060                 spin_unlock(ptl);
6061                 return 0;
6062         }
6063
6064         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6065                 return 0;
6066 retry:
6067         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6068         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6069                 pte_t ptent = *(pte++);
6070                 bool device = false;
6071                 swp_entry_t ent;
6072
6073                 if (!mc.precharge)
6074                         break;
6075
6076                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6077                 case MC_TARGET_DEVICE:
6078                         device = true;
6079                         fallthrough;
6080                 case MC_TARGET_PAGE:
6081                         page = target.page;
6082                         /*
6083                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6084                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6085                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6086                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6087                          */
6088                         if (PageTransCompound(page))
6089                                 goto put;
6090                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6091                                 goto put;
6092                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6093                                                 mc.from, mc.to)) {
6094                                 mc.precharge--;
6095                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6096                                 mc.moved_charge++;
6097                         }
6098                         if (!device)
6099                                 putback_lru_page(page);
6100 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6101                         put_page(page);
6102                         break;
6103                 case MC_TARGET_SWAP:
6104                         ent = target.ent;
6105                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6106                                 mc.precharge--;
6107                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6108                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6109                                 mc.moved_swap++;
6110                         }
6111                         break;
6112                 default:
6113                         break;
6114                 }
6115         }
6116         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6117         cond_resched();
6118
6119         if (addr != end) {
6120                 /*
6121                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6122                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6123                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6124                  * phase.
6125                  */
6126                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6127                 if (!ret)
6128                         goto retry;
6129         }
6130
6131         return ret;
6132 }
6133
6134 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6135         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6136 };
6137
6138 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6139 {
6140         lru_add_drain_all();
6141         /*
6142          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6143          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6144          * for already started RCU-only updates to finish.
6145          */
6146         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6147         synchronize_rcu();
6148 retry:
6149         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6150                 /*
6151                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6152                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6153                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6154                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6155                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6156                  */
6157                 __mem_cgroup_clear_mc();
6158                 cond_resched();
6159                 goto retry;
6160         }
6161         /*
6162          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6163          * additional charge, the page walk just aborts.
6164          */
6165         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6166                         NULL);
6167
6168         mmap_read_unlock(mc.mm);
6169         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6170 }
6171
6172 static void mem_cgroup_move_task(void)
6173 {
6174         if (mc.to) {
6175                 mem_cgroup_move_charge();
6176                 mem_cgroup_clear_mc();
6177         }
6178 }
6179 #else   /* !CONFIG_MMU */
6180 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6181 {
6182         return 0;
6183 }
6184 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6185 {
6186 }
6187 static void mem_cgroup_move_task(void)
6188 {
6189 }
6190 #endif
6191
6192 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6193 {
6194         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6195                 seq_puts(m, "max\n");
6196         else
6197                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6198
6199         return 0;
6200 }
6201
6202 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6203                                struct cftype *cft)
6204 {
6205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6206
6207         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6208 }
6209
6210 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6211 {
6212         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6213                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6214 }
6215
6216 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6217                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6218 {
6219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6220         unsigned long min;
6221         int err;
6222
6223         buf = strstrip(buf);
6224         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6225         if (err)
6226                 return err;
6227
6228         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6229
6230         return nbytes;
6231 }
6232
6233 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6234 {
6235         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6236                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6237 }
6238
6239 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6240                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6241 {
6242         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6243         unsigned long low;
6244         int err;
6245
6246         buf = strstrip(buf);
6247         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6248         if (err)
6249                 return err;
6250
6251         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6252
6253         return nbytes;
6254 }
6255
6256 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6257 {
6258         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6259                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6260 }
6261
6262 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6263                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6264 {
6265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6266         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6267         bool drained = false;
6268         unsigned long high;
6269         int err;
6270
6271         buf = strstrip(buf);
6272         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6273         if (err)
6274                 return err;
6275
6276         for (;;) {
6277                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6278                 unsigned long reclaimed;
6279
6280                 if (nr_pages <= high)
6281                         break;
6282
6283                 if (signal_pending(current))
6284                         break;
6285
6286                 if (!drained) {
6287                         drain_all_stock(memcg);
6288                         drained = true;
6289                         continue;
6290                 }
6291
6292                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6293                                                          GFP_KERNEL, true);
6294
6295                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6296                         break;
6297         }
6298
6299         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6300
6301         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6302
6303         return nbytes;
6304 }
6305
6306 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6307 {
6308         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6309                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6310 }
6311
6312 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6313                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6314 {
6315         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6316         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6317         bool drained = false;
6318         unsigned long max;
6319         int err;
6320
6321         buf = strstrip(buf);
6322         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6323         if (err)
6324                 return err;
6325
6326         xchg(&memcg->memory.max, max);
6327
6328         for (;;) {
6329                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6330
6331                 if (nr_pages <= max)
6332                         break;
6333
6334                 if (signal_pending(current))
6335                         break;
6336
6337                 if (!drained) {
6338                         drain_all_stock(memcg);
6339                         drained = true;
6340                         continue;
6341                 }
6342
6343                 if (nr_reclaims) {
6344                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6345                                                           GFP_KERNEL, true))
6346                                 nr_reclaims--;
6347                         continue;
6348                 }
6349
6350                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6351                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6352                         break;
6353         }
6354
6355         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6356         return nbytes;
6357 }
6358
6359 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6360 {
6361         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6362         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6363         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6364         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6365         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6366                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6367 }
6368
6369 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6370 {
6371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6372
6373         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6374         return 0;
6375 }
6376
6377 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6378 {
6379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6380
6381         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6382         return 0;
6383 }
6384
6385 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6386 {
6387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6388         char *buf;
6389
6390         buf = memory_stat_format(memcg);
6391         if (!buf)
6392                 return -ENOMEM;
6393         seq_puts(m, buf);
6394         kfree(buf);
6395         return 0;
6396 }
6397
6398 #ifdef CONFIG_NUMA
6399 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6400 {
6401         int i;
6402         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6403
6404         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6405                 int nid;
6406
6407                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6408                         continue;
6409
6410                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6411                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6412                         u64 size;
6413                         struct lruvec *lruvec;
6414
6415                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6416                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6417                         size *= memory_stats[i].ratio;
6418                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6419                 }
6420                 seq_putc(m, '\n');
6421         }
6422
6423         return 0;
6424 }
6425 #endif
6426
6427 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6428 {
6429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6430
6431         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6432
6433         return 0;
6434 }
6435
6436 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6437                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6438 {
6439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6440         int ret, oom_group;
6441
6442         buf = strstrip(buf);
6443         if (!buf)
6444                 return -EINVAL;
6445
6446         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6447         if (ret)
6448                 return ret;
6449
6450         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6451                 return -EINVAL;
6452
6453         memcg->oom_group = oom_group;
6454
6455         return nbytes;
6456 }
6457
6458 static struct cftype memory_files[] = {
6459         {
6460                 .name = "current",
6461                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6462                 .read_u64 = memory_current_read,
6463         },
6464         {
6465                 .name = "min",
6466                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6467                 .seq_show = memory_min_show,
6468                 .write = memory_min_write,
6469         },
6470         {
6471                 .name = "low",
6472                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6473                 .seq_show = memory_low_show,
6474                 .write = memory_low_write,
6475         },
6476         {
6477                 .name = "high",
6478                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6479                 .seq_show = memory_high_show,
6480                 .write = memory_high_write,
6481         },
6482         {
6483                 .name = "max",
6484                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6485                 .seq_show = memory_max_show,
6486                 .write = memory_max_write,
6487         },
6488         {
6489                 .name = "events",
6490                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6491                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6492                 .seq_show = memory_events_show,
6493         },
6494         {
6495                 .name = "events.local",
6496                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6497                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6498                 .seq_show = memory_events_local_show,
6499         },
6500         {
6501                 .name = "stat",
6502                 .seq_show = memory_stat_show,
6503         },
6504 #ifdef CONFIG_NUMA
6505         {
6506                 .name = "numa_stat",
6507                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6508         },
6509 #endif
6510         {
6511                 .name = "oom.group",
6512                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6513                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6514                 .write = memory_oom_group_write,
6515         },
6516         { }     /* terminate */
6517 };
6518
6519 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6520         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6521         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6522         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6523         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6524         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6525         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6526         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6527         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6528         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6529         .dfl_cftypes = memory_files,
6530         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6531         .early_init = 0,
6532 };
6533
6534 /*
6535  * This function calculates an individual cgroup's effective
6536  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6537  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6538  * distribution in the tree.
6539  *
6540  * The following rules apply to the effective protection values:
6541  *
6542  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6543  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6544  *
6545  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6546  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6547  *    parent's effective protection.
6548  *
6549  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6550  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6551  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6552  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6553  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6554  *
6555  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6556  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6557  *    the unused remainder is available to its siblings.
6558  *
6559  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6560  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6561  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6562  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6563  *
6564  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6565  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6566  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6567  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6568  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6569  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6570  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6571  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6572  *
6573  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6574  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6575  * neighboring subtrees.
6576  */
6577 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6578                                           unsigned long parent_usage,
6579                                           unsigned long setting,
6580                                           unsigned long parent_effective,
6581                                           unsigned long siblings_protected)
6582 {
6583         unsigned long protected;
6584         unsigned long ep;
6585
6586         protected = min(usage, setting);
6587         /*
6588          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6589          * protection then what the parent affords them, distribute
6590          * shares in proportion to utilization.
6591          *
6592          * We are using actual utilization rather than the statically
6593          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6594          * but unused protection is available to siblings that would
6595          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6596          */
6597         if (siblings_protected > parent_effective)
6598                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6599
6600         /*
6601          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6602          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6603          * and utilizes is effectively protected.
6604          *
6605          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6606          * will apply pressure in proportion to that amount.
6607          *
6608          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6609          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6610          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6611          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6612          * protection is always dependent on how memory is actually
6613          * consumed among the siblings anyway.
6614          */
6615         ep = protected;
6616
6617         /*
6618          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6619          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6620          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6621          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6622          * other compete freely over the allowance, but they are
6623          * collectively protected from neighboring trees.
6624          *
6625          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6626          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6627          * the same bytes twice.
6628          *
6629          * Check both usage and parent_usage against the respective
6630          * protected values. One should imply the other, but they
6631          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6632          */
6633         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6634                 return ep;
6635         if (parent_effective > siblings_protected &&
6636             parent_usage > siblings_protected &&
6637             usage > protected) {
6638                 unsigned long unclaimed;
6639
6640                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6641                 unclaimed *= usage - protected;
6642                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6643
6644                 ep += unclaimed;
6645         }
6646
6647         return ep;
6648 }
6649
6650 /**
6651  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6652  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6653  * @memcg: the memory cgroup to check
6654  *
6655  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6656  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6657  */
6658 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6659                                      struct mem_cgroup *memcg)
6660 {
6661         unsigned long usage, parent_usage;
6662         struct mem_cgroup *parent;
6663
6664         if (mem_cgroup_disabled())
6665                 return;
6666
6667         if (!root)
6668                 root = root_mem_cgroup;
6669
6670         /*
6671          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6672          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6673          * details.
6674          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6675          * that special casing.
6676          */
6677         if (memcg == root)
6678                 return;
6679
6680         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6681         if (!usage)
6682                 return;
6683
6684         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6685         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6686         if (!parent)
6687                 return;
6688
6689         if (parent == root) {
6690                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6691                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6692                 return;
6693         }
6694
6695         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6696
6697         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6698                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6699                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6700                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6701
6702         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6703                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6704                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6705                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6706 }
6707
6708 /**
6709  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6710  * @page: page to charge
6711  * @mm: mm context of the victim
6712  * @gfp_mask: reclaim mode
6713  *
6714  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6715  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6716  *
6717  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6718  */
6719 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6720 {
6721         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6722         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6723         int ret = 0;
6724
6725         if (mem_cgroup_disabled())
6726                 goto out;
6727
6728         if (PageSwapCache(page)) {
6729                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6730                 unsigned short id;
6731
6732                 /*
6733                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6734                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6735                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6736                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6737                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6738                  */
6739                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6740                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6741                         goto out;
6742
6743                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6744                 rcu_read_lock();
6745                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6746                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6747                         memcg = NULL;
6748                 rcu_read_unlock();
6749         }
6750
6751         if (!memcg)
6752                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6753
6754         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6755         if (ret)
6756                 goto out_put;
6757
6758         css_get(&memcg->css);
6759         commit_charge(page, memcg);
6760
6761         local_irq_disable();
6762         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6763         memcg_check_events(memcg, page);
6764         local_irq_enable();
6765
6766         if (PageSwapCache(page)) {
6767                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6768                 /*
6769                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6770                  * let's not wait for it.  The page already received a
6771                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6772                  */
6773                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6774         }
6775
6776 out_put:
6777         css_put(&memcg->css);
6778 out:
6779         return ret;
6780 }
6781
6782 struct uncharge_gather {
6783         struct mem_cgroup *memcg;
6784         unsigned long nr_pages;
6785         unsigned long pgpgout;
6786         unsigned long nr_kmem;
6787         struct page *dummy_page;
6788 };
6789
6790 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6791 {
6792         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6793 }
6794
6795 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6796 {
6797         unsigned long flags;
6798
6799         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6800                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6801                 if (do_memsw_account())
6802                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6803                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6804                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6805                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6806         }
6807
6808         local_irq_save(flags);
6809         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6810         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6811         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6812         local_irq_restore(flags);
6813
6814         /* drop reference from uncharge_page */
6815         css_put(&ug->memcg->css);
6816 }
6817
6818 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6819 {
6820         unsigned long nr_pages;
6821
6822         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6823
6824         if (!page_memcg(page))
6825                 return;
6826
6827         /*
6828          * Nobody should be changing or seriously looking at
6829          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6830          * exclusive access to the page.
6831          */
6832
6833         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6834                 if (ug->memcg) {
6835                         uncharge_batch(ug);
6836                         uncharge_gather_clear(ug);
6837                 }
6838                 ug->memcg = page_memcg(page);
6839
6840                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6841                 css_get(&ug->memcg->css);
6842         }
6843
6844         nr_pages = compound_nr(page);
6845         ug->nr_pages += nr_pages;
6846
6847         if (PageMemcgKmem(page))
6848                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6849         else
6850                 ug->pgpgout++;
6851
6852         ug->dummy_page = page;
6853         page->memcg_data = 0;
6854         css_put(&ug->memcg->css);
6855 }
6856
6857 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6858 {
6859         struct uncharge_gather ug;
6860         struct list_head *next;
6861
6862         uncharge_gather_clear(&ug);
6863
6864         /*
6865          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6866          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6867          */
6868         next = page_list->next;
6869         do {
6870                 struct page *page;
6871
6872                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6873                 next = page->lru.next;
6874
6875                 uncharge_page(page, &ug);
6876         } while (next != page_list);
6877
6878         if (ug.memcg)
6879                 uncharge_batch(&ug);
6880 }
6881
6882 /**
6883  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6884  * @page: page to uncharge
6885  *
6886  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6887  */
6888 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6889 {
6890         struct uncharge_gather ug;
6891
6892         if (mem_cgroup_disabled())
6893                 return;
6894
6895         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6896         if (!page_memcg(page))
6897                 return;
6898
6899         uncharge_gather_clear(&ug);
6900         uncharge_page(page, &ug);
6901         uncharge_batch(&ug);
6902 }
6903
6904 /**
6905  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6906  * @page_list: list of pages to uncharge
6907  *
6908  * Uncharge a list of pages previously charged with
6909  * mem_cgroup_charge().
6910  */
6911 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6912 {
6913         if (mem_cgroup_disabled())
6914                 return;
6915
6916         if (!list_empty(page_list))
6917                 uncharge_list(page_list);
6918 }
6919
6920 /**
6921  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6922  * @oldpage: currently circulating page
6923  * @newpage: replacement page
6924  *
6925  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6926  * be uncharged upon free.
6927  *
6928  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6929  */
6930 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6931 {
6932         struct mem_cgroup *memcg;
6933         unsigned int nr_pages;
6934         unsigned long flags;
6935
6936         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6937         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6938         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6939         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6940                        newpage);
6941
6942         if (mem_cgroup_disabled())
6943                 return;
6944
6945         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6946         if (page_memcg(newpage))
6947                 return;
6948
6949         memcg = page_memcg(oldpage);
6950         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6951         if (!memcg)
6952                 return;
6953
6954         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6955         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6956
6957         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6958         if (do_memsw_account())
6959                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6960
6961         css_get(&memcg->css);
6962         commit_charge(newpage, memcg);
6963
6964         local_irq_save(flags);
6965         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6966         memcg_check_events(memcg, newpage);
6967         local_irq_restore(flags);
6968 }
6969
6970 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6971 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6972
6973 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6974 {
6975         struct mem_cgroup *memcg;
6976
6977         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6978                 return;
6979
6980         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6981         if (in_interrupt())
6982                 return;
6983
6984         rcu_read_lock();
6985         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6986         if (memcg == root_mem_cgroup)
6987                 goto out;
6988         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6989                 goto out;
6990         if (css_tryget(&memcg->css))
6991                 sk->sk_memcg = memcg;
6992 out:
6993         rcu_read_unlock();
6994 }
6995
6996 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6997 {
6998         if (sk->sk_memcg)
6999                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7000 }
7001
7002 /**
7003  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7004  * @memcg: memcg to charge
7005  * @nr_pages: number of pages to charge
7006  *
7007  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7008  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7009  */
7010 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7011 {
7012         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7013
7014         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7015                 struct page_counter *fail;
7016
7017                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7018                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7019                         return true;
7020                 }
7021                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7022                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7023                 return false;
7024         }
7025
7026         /* Don't block in the packet receive path */
7027         if (in_softirq())
7028                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7029
7030         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7031
7032         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7033                 return true;
7034
7035         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7036         return false;
7037 }
7038
7039 /**
7040  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7041  * @memcg: memcg to uncharge
7042  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7043  */
7044 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7045 {
7046         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7047                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7048                 return;
7049         }
7050
7051         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7052
7053         refill_stock(memcg, nr_pages);
7054 }
7055
7056 static int __init cgroup_memory(char *s)
7057 {
7058         char *token;
7059
7060         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7061                 if (!*token)
7062                         continue;
7063                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7064                         cgroup_memory_nosocket = true;
7065                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7066                         cgroup_memory_nokmem = true;
7067         }
7068         return 0;
7069 }
7070 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7071
7072 /*
7073  * subsys_initcall() for memory controller.
7074  *
7075  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7076  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7077  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7078  * should be initialized from here.
7079  */
7080 static int __init mem_cgroup_init(void)
7081 {
7082         int cpu, node;
7083
7084         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7085                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7086
7087         for_each_possible_cpu(cpu)
7088                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7089                           drain_local_stock);
7090
7091         for_each_node(node) {
7092                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7093
7094                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7095                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7096
7097                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7098                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7099                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7100                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7101         }
7102
7103         return 0;
7104 }
7105 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7106
7107 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7108 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7109 {
7110         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7111                 /*
7112                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7113                  * always be >= 1.
7114                  */
7115                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7116                         VM_BUG_ON(1);
7117                         break;
7118                 }
7119                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7120                 if (!memcg)
7121                         memcg = root_mem_cgroup;
7122         }
7123         return memcg;
7124 }
7125
7126 /**
7127  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7128  * @page: page whose memsw charge to transfer
7129  * @entry: swap entry to move the charge to
7130  *
7131  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7132  */
7133 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7134 {
7135         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7136         unsigned int nr_entries;
7137         unsigned short oldid;
7138
7139         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7140         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7141
7142         if (mem_cgroup_disabled())
7143                 return;
7144
7145         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7146                 return;
7147
7148         memcg = page_memcg(page);
7149
7150         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7151         if (!memcg)
7152                 return;
7153
7154         /*
7155          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7156          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7157          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7158          */
7159         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7160         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7161         /* Get references for the tail pages, too */
7162         if (nr_entries > 1)
7163                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7164         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7165                                    nr_entries);
7166         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7167         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7168
7169         page->memcg_data = 0;
7170
7171         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7172                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7173
7174         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7175                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7176                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7177                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7178         }
7179
7180         /*
7181          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7182          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7183          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7184          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7185          */
7186         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7187         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7188         memcg_check_events(memcg, page);
7189
7190         css_put(&memcg->css);
7191 }
7192
7193 /**
7194  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7195  * @page: page being added to swap
7196  * @entry: swap entry to charge
7197  *
7198  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7199  *
7200  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7201  */
7202 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7203 {
7204         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7205         struct page_counter *counter;
7206         struct mem_cgroup *memcg;
7207         unsigned short oldid;
7208
7209         if (mem_cgroup_disabled())
7210                 return 0;
7211
7212         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7213                 return 0;
7214
7215         memcg = page_memcg(page);
7216
7217         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7218         if (!memcg)
7219                 return 0;
7220
7221         if (!entry.val) {
7222                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7223                 return 0;
7224         }
7225
7226         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7227
7228         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7229             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7230                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7231                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7232                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7233                 return -ENOMEM;
7234         }
7235
7236         /* Get references for the tail pages, too */
7237         if (nr_pages > 1)
7238                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7239         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7240         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7241         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7242
7243         return 0;
7244 }
7245
7246 /**
7247  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7248  * @entry: swap entry to uncharge
7249  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7250  */
7251 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7252 {
7253         struct mem_cgroup *memcg;
7254         unsigned short id;
7255
7256         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7257         rcu_read_lock();
7258         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7259         if (memcg) {
7260                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7261                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7262                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7263                         else
7264                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7265                 }
7266                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7267                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7268         }
7269         rcu_read_unlock();
7270 }
7271
7272 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7273 {
7274         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7275
7276         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7277                 return nr_swap_pages;
7278         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7279                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7280                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7281                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7282         return nr_swap_pages;
7283 }
7284
7285 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7286 {
7287         struct mem_cgroup *memcg;
7288
7289         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7290
7291         if (vm_swap_full())
7292                 return true;
7293         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7294                 return false;
7295
7296         memcg = page_memcg(page);
7297         if (!memcg)
7298                 return false;
7299
7300         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7301                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7302
7303                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7304                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7305                         return true;
7306         }
7307
7308         return false;
7309 }
7310
7311 static int __init setup_swap_account(char *s)
7312 {
7313         if (!strcmp(s, "1"))
7314                 cgroup_memory_noswap = false;
7315         else if (!strcmp(s, "0"))
7316                 cgroup_memory_noswap = true;
7317         return 1;
7318 }
7319 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7320
7321 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7322                              struct cftype *cft)
7323 {
7324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7325
7326         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7327 }
7328
7329 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7330 {
7331         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7332                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7333 }
7334
7335 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7336                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7337 {
7338         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7339         unsigned long high;
7340         int err;
7341
7342         buf = strstrip(buf);
7343         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7344         if (err)
7345                 return err;
7346
7347         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7348
7349         return nbytes;
7350 }
7351
7352 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7353 {
7354         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7355                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7356 }
7357
7358 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7359                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7360 {
7361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7362         unsigned long max;
7363         int err;
7364
7365         buf = strstrip(buf);
7366         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7367         if (err)
7368                 return err;
7369
7370         xchg(&memcg->swap.max, max);
7371
7372         return nbytes;
7373 }
7374
7375 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7376 {
7377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7378
7379         seq_printf(m, "high %lu\n",
7380                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7381         seq_printf(m, "max %lu\n",
7382                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7383         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7384                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7385
7386         return 0;
7387 }
7388
7389 static struct cftype swap_files[] = {
7390         {
7391                 .name = "swap.current",
7392                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7393                 .read_u64 = swap_current_read,
7394         },
7395         {
7396                 .name = "swap.high",
7397                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7398                 .seq_show = swap_high_show,
7399                 .write = swap_high_write,
7400         },
7401         {
7402                 .name = "swap.max",
7403                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7404                 .seq_show = swap_max_show,
7405                 .write = swap_max_write,
7406         },
7407         {
7408                 .name = "swap.events",
7409                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7410                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7411                 .seq_show = swap_events_show,
7412         },
7413         { }     /* terminate */
7414 };
7415
7416 static struct cftype memsw_files[] = {
7417         {
7418                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7419                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7420                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7421         },
7422         {
7423                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7424                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7425                 .write = mem_cgroup_reset,
7426                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7427         },
7428         {
7429                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7430                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7431                 .write = mem_cgroup_write,
7432                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7433         },
7434         {
7435                 .name = "memsw.failcnt",
7436                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7437                 .write = mem_cgroup_reset,
7438                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7439         },
7440         { },    /* terminate */
7441 };
7442
7443 /*
7444  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7445  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7446  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7447  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7448  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7449  */
7450 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7451 {
7452         /* No memory control -> no swap control */
7453         if (mem_cgroup_disabled())
7454                 cgroup_memory_noswap = true;
7455
7456         if (cgroup_memory_noswap)
7457                 return 0;
7458
7459         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7460         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7461
7462         return 0;
7463 }
7464 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7465
7466 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */