7f74a158cfa810b56ec914cc269d32add9c6e1c6
[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
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Socket memory accounting disabled? */
77 static bool cgroup_memory_nosocket;
78
79 /* Kernel memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nokmem;
81
82 /* Whether the swap controller is active */
83 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
84 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
85 #else
86 #define cgroup_memory_noswap            1
87 #endif
88
89 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
90 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
91 #endif
92
93 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
94 static bool do_memsw_account(void)
95 {
96         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
97 }
98
99 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
100 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
101
102 /*
103  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
104  * their hierarchy representation
105  */
106
107 struct mem_cgroup_tree_per_node {
108         struct rb_root rb_root;
109         struct rb_node *rb_rightmost;
110         spinlock_t lock;
111 };
112
113 struct mem_cgroup_tree {
114         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
115 };
116
117 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
118
119 /* for OOM */
120 struct mem_cgroup_eventfd_list {
121         struct list_head list;
122         struct eventfd_ctx *eventfd;
123 };
124
125 /*
126  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
127  */
128 struct mem_cgroup_event {
129         /*
130          * memcg which the event belongs to.
131          */
132         struct mem_cgroup *memcg;
133         /*
134          * eventfd to signal userspace about the event.
135          */
136         struct eventfd_ctx *eventfd;
137         /*
138          * Each of these stored in a list by the cgroup.
139          */
140         struct list_head list;
141         /*
142          * register_event() callback will be used to add new userspace
143          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
144          * on eventfd to send notification to userspace.
145          */
146         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
147                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
148         /*
149          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
150          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
151          * if you want provide notification functionality.
152          */
153         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
155         /*
156          * All fields below needed to unregister event when
157          * userspace closes eventfd.
158          */
159         poll_table pt;
160         wait_queue_head_t *wqh;
161         wait_queue_entry_t wait;
162         struct work_struct remove;
163 };
164
165 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
166 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
167
168 /* Stuffs for move charges at task migration. */
169 /*
170  * Types of charges to be moved.
171  */
172 #define MOVE_ANON       0x1U
173 #define MOVE_FILE       0x2U
174 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
175
176 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
177 static struct move_charge_struct {
178         spinlock_t        lock; /* for from, to */
179         struct mm_struct  *mm;
180         struct mem_cgroup *from;
181         struct mem_cgroup *to;
182         unsigned long flags;
183         unsigned long precharge;
184         unsigned long moved_charge;
185         unsigned long moved_swap;
186         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
187         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
188 } mc = {
189         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
190         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
191 };
192
193 /*
194  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
195  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
196  */
197 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
198 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
199
200 /* for encoding cft->private value on file */
201 enum res_type {
202         _MEM,
203         _MEMSWAP,
204         _OOM_TYPE,
205         _KMEM,
206         _TCP,
207 };
208
209 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
210 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
211 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
212 /* Used for OOM nofiier */
213 #define OOM_CONTROL             (0)
214
215 /*
216  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
217  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
218  * be used for reference counting.
219  */
220 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
221         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
222              iter != NULL;                              \
223              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
224
225 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
226         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
227              iter != NULL;                              \
228              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
229
230 static inline bool should_force_charge(void)
231 {
232         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
233                 (current->flags & PF_EXITING);
234 }
235
236 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
237 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
238 {
239         if (!memcg)
240                 memcg = root_mem_cgroup;
241         return &memcg->vmpressure;
242 }
243
244 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
245 {
246         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
247 }
248
249 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
250 extern spinlock_t css_set_lock;
251
252 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
253 {
254         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
255         struct mem_cgroup *memcg;
256         unsigned int nr_bytes;
257         unsigned int nr_pages;
258         unsigned long flags;
259
260         /*
261          * At this point all allocated objects are freed, and
262          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
263          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
264          *
265          * The following sequence can lead to it:
266          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
267          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
268          *          PAGE_SIZE bytes are charged
269          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
270          *          the stock if flushed,
271          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
272          * 5) CPU0: we do release this object,
273          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
274          * 6) CPU0: stock is flushed,
275          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
276          *
277          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
278          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
279          */
280         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
281         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
282         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
283
284         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
285         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
286         if (nr_pages)
287                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
288         list_del(&objcg->list);
289         mem_cgroup_put(memcg);
290         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
291
292         percpu_ref_exit(ref);
293         kfree_rcu(objcg, rcu);
294 }
295
296 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
297 {
298         struct obj_cgroup *objcg;
299         int ret;
300
301         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
302         if (!objcg)
303                 return NULL;
304
305         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
306                               GFP_KERNEL);
307         if (ret) {
308                 kfree(objcg);
309                 return NULL;
310         }
311         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
312         return objcg;
313 }
314
315 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
316                                   struct mem_cgroup *parent)
317 {
318         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
319
320         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
321
322         spin_lock_irq(&css_set_lock);
323
324         /* Move active objcg to the parent's list */
325         xchg(&objcg->memcg, parent);
326         css_get(&parent->css);
327         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
328
329         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
330         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
331                 css_get(&parent->css);
332                 xchg(&iter->memcg, parent);
333                 css_put(&memcg->css);
334         }
335         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
336
337         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
338
339         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
340 }
341
342 /*
343  * This will be used as a shrinker list's index.
344  * The main reason for not using cgroup id for this:
345  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
346  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
347  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
348  *  200 entry array for that.
349  *
350  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
351  * will double each time we have to increase it.
352  */
353 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
354 int memcg_nr_cache_ids;
355
356 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
357 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
358
359 void memcg_get_cache_ids(void)
360 {
361         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
362 }
363
364 void memcg_put_cache_ids(void)
365 {
366         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
367 }
368
369 /*
370  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
371  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
372  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
373  * tunable, but that is strictly not necessary.
374  *
375  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
376  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
377  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
378  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
379  * increase ours as well if it increases.
380  */
381 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
382 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
383
384 /*
385  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
386  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
387  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
388  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
389  */
390 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
391 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
392 #endif
393
394 static int memcg_shrinker_map_size;
395 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
396
397 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
398 {
399         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
400 }
401
402 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
403                                          int size, int old_size)
404 {
405         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
406         int nid;
407
408         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
409
410         for_each_node(nid) {
411                 old = rcu_dereference_protected(
412                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
413                 /* Not yet online memcg */
414                 if (!old)
415                         return 0;
416
417                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
418                 if (!new)
419                         return -ENOMEM;
420
421                 /* Set all old bits, clear all new bits */
422                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
423                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
424
425                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
426                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
427         }
428
429         return 0;
430 }
431
432 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
433 {
434         struct mem_cgroup_per_node *pn;
435         struct memcg_shrinker_map *map;
436         int nid;
437
438         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
439                 return;
440
441         for_each_node(nid) {
442                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
443                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
444                 if (map)
445                         kvfree(map);
446                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
447         }
448 }
449
450 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
451 {
452         struct memcg_shrinker_map *map;
453         int nid, size, ret = 0;
454
455         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
456                 return 0;
457
458         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
459         size = memcg_shrinker_map_size;
460         for_each_node(nid) {
461                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
462                 if (!map) {
463                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
464                         ret = -ENOMEM;
465                         break;
466                 }
467                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
468         }
469         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
470
471         return ret;
472 }
473
474 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
475 {
476         int size, old_size, ret = 0;
477         struct mem_cgroup *memcg;
478
479         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
480         old_size = memcg_shrinker_map_size;
481         if (size <= old_size)
482                 return 0;
483
484         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
485         if (!root_mem_cgroup)
486                 goto unlock;
487
488         for_each_mem_cgroup(memcg) {
489                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
490                         continue;
491                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
492                 if (ret) {
493                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
494                         goto unlock;
495                 }
496         }
497 unlock:
498         if (!ret)
499                 memcg_shrinker_map_size = size;
500         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
501         return ret;
502 }
503
504 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
505 {
506         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
507                 struct memcg_shrinker_map *map;
508
509                 rcu_read_lock();
510                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
511                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
512                 smp_mb__before_atomic();
513                 set_bit(shrinker_id, map->map);
514                 rcu_read_unlock();
515         }
516 }
517
518 /**
519  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
520  * @page: page of interest
521  *
522  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
523  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
524  * until it is released.
525  *
526  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
527  * is returned.
528  */
529 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
530 {
531         struct mem_cgroup *memcg;
532
533         memcg = page->mem_cgroup;
534
535         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
536                 memcg = root_mem_cgroup;
537
538         return &memcg->css;
539 }
540
541 /**
542  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
543  * @page: the page
544  *
545  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
546  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
547  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
548  *
549  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
550  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
551  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
552  * do not care (such as procfs interfaces).
553  */
554 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
555 {
556         struct mem_cgroup *memcg;
557         unsigned long ino = 0;
558
559         rcu_read_lock();
560         memcg = page->mem_cgroup;
561
562         /*
563          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
564          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
565          * In this case the page is shared and doesn't belong
566          * to any specific memory cgroup.
567          */
568         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
569                 memcg = NULL;
570
571         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
572                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
573         if (memcg)
574                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
575         rcu_read_unlock();
576         return ino;
577 }
578
579 static struct mem_cgroup_per_node *
580 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
581 {
582         int nid = page_to_nid(page);
583
584         return memcg->nodeinfo[nid];
585 }
586
587 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
588 soft_limit_tree_node(int nid)
589 {
590         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
591 }
592
593 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
594 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
595 {
596         int nid = page_to_nid(page);
597
598         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
599 }
600
601 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
602                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
603                                          unsigned long new_usage_in_excess)
604 {
605         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
606         struct rb_node *parent = NULL;
607         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
608         bool rightmost = true;
609
610         if (mz->on_tree)
611                 return;
612
613         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
614         if (!mz->usage_in_excess)
615                 return;
616         while (*p) {
617                 parent = *p;
618                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
619                                         tree_node);
620                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
621                         p = &(*p)->rb_left;
622                         rightmost = false;
623                 }
624
625                 /*
626                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
627                  * limit by the same amount
628                  */
629                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
630                         p = &(*p)->rb_right;
631         }
632
633         if (rightmost)
634                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
635
636         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
637         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
638         mz->on_tree = true;
639 }
640
641 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
642                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
643 {
644         if (!mz->on_tree)
645                 return;
646
647         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
648                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
649
650         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
651         mz->on_tree = false;
652 }
653
654 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
655                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
656 {
657         unsigned long flags;
658
659         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
660         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
661         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
662 }
663
664 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
665 {
666         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
667         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
668         unsigned long excess = 0;
669
670         if (nr_pages > soft_limit)
671                 excess = nr_pages - soft_limit;
672
673         return excess;
674 }
675
676 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
677 {
678         unsigned long excess;
679         struct mem_cgroup_per_node *mz;
680         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
681
682         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
683         if (!mctz)
684                 return;
685         /*
686          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
687          * because their event counter is not touched.
688          */
689         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
690                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
691                 excess = soft_limit_excess(memcg);
692                 /*
693                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
694                  * mem is over its softlimit.
695                  */
696                 if (excess || mz->on_tree) {
697                         unsigned long flags;
698
699                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
700                         /* if on-tree, remove it */
701                         if (mz->on_tree)
702                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
703                         /*
704                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
705                          * If excess is 0, no tree ops.
706                          */
707                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
708                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
709                 }
710         }
711 }
712
713 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
714 {
715         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
716         struct mem_cgroup_per_node *mz;
717         int nid;
718
719         for_each_node(nid) {
720                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
721                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
722                 if (mctz)
723                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
724         }
725 }
726
727 static struct mem_cgroup_per_node *
728 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
729 {
730         struct mem_cgroup_per_node *mz;
731
732 retry:
733         mz = NULL;
734         if (!mctz->rb_rightmost)
735                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
736
737         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
738                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
739         /*
740          * Remove the node now but someone else can add it back,
741          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
742          * position in the tree.
743          */
744         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
745         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
746             !css_tryget(&mz->memcg->css))
747                 goto retry;
748 done:
749         return mz;
750 }
751
752 static struct mem_cgroup_per_node *
753 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
754 {
755         struct mem_cgroup_per_node *mz;
756
757         spin_lock_irq(&mctz->lock);
758         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
759         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
760         return mz;
761 }
762
763 /**
764  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
765  * @memcg: the memory cgroup
766  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
767  * @val: delta to add to the counter, can be negative
768  */
769 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
770 {
771         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
772
773         if (mem_cgroup_disabled())
774                 return;
775
776         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
777                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
778
779         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
780         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
781                 struct mem_cgroup *mi;
782
783                 /*
784                  * Batch local counters to keep them in sync with
785                  * the hierarchical ones.
786                  */
787                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
788                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
789                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
790                 x = 0;
791         }
792         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
793 }
794
795 static struct mem_cgroup_per_node *
796 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
797 {
798         struct mem_cgroup *parent;
799
800         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
801         if (!parent)
802                 return NULL;
803         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
804 }
805
806 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
807                               int val)
808 {
809         struct mem_cgroup_per_node *pn;
810         struct mem_cgroup *memcg;
811         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
812
813         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
814         memcg = pn->memcg;
815
816         /* Update memcg */
817         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
818
819         /* Update lruvec */
820         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
821
822         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
823                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
824
825         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
826         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
827                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
828                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
829
830                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
831                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
832                 x = 0;
833         }
834         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
835 }
836
837 /**
838  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
839  * @lruvec: the lruvec
840  * @idx: the stat item
841  * @val: delta to add to the counter, can be negative
842  *
843  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
844  * function updates the all three counters that are affected by a
845  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
846  */
847 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
848                         int val)
849 {
850         /* Update node */
851         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
852
853         /* Update memcg and lruvec */
854         if (!mem_cgroup_disabled())
855                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
856 }
857
858 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
859 {
860         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
861         struct mem_cgroup *memcg;
862         struct lruvec *lruvec;
863
864         rcu_read_lock();
865         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
866
867         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
868         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
869                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
870         } else {
871                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
872                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
873         }
874         rcu_read_unlock();
875 }
876
877 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
878 {
879         struct mem_cgroup *memcg;
880
881         rcu_read_lock();
882         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
883         if (memcg)
884                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
885         rcu_read_unlock();
886 }
887
888 /**
889  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
890  * @memcg: the memory cgroup
891  * @idx: the event item
892  * @count: the number of events that occured
893  */
894 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
895                           unsigned long count)
896 {
897         unsigned long x;
898
899         if (mem_cgroup_disabled())
900                 return;
901
902         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
903         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
904                 struct mem_cgroup *mi;
905
906                 /*
907                  * Batch local counters to keep them in sync with
908                  * the hierarchical ones.
909                  */
910                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
911                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
912                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
913                 x = 0;
914         }
915         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
916 }
917
918 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
919 {
920         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         long x = 0;
926         int cpu;
927
928         for_each_possible_cpu(cpu)
929                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
930         return x;
931 }
932
933 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
934                                          struct page *page,
935                                          int nr_pages)
936 {
937         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
938         if (nr_pages > 0)
939                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
940         else {
941                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
942                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
943         }
944
945         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
946 }
947
948 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
949                                        enum mem_cgroup_events_target target)
950 {
951         unsigned long val, next;
952
953         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
954         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
955         /* from time_after() in jiffies.h */
956         if ((long)(next - val) < 0) {
957                 switch (target) {
958                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
959                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
960                         break;
961                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
962                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
963                         break;
964                 default:
965                         break;
966                 }
967                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
968                 return true;
969         }
970         return false;
971 }
972
973 /*
974  * Check events in order.
975  *
976  */
977 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
978 {
979         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
980         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
981                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
982                 bool do_softlimit;
983
984                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
985                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
986                 mem_cgroup_threshold(memcg);
987                 if (unlikely(do_softlimit))
988                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
989         }
990 }
991
992 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
993 {
994         /*
995          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
996          * if it races with swapoff, page migration, etc.
997          * So this can be called with p == NULL.
998          */
999         if (unlikely(!p))
1000                 return NULL;
1001
1002         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1005
1006 /**
1007  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1008  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1009  *
1010  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1011  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1012  * returned.
1013  */
1014 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1015 {
1016         struct mem_cgroup *memcg;
1017
1018         if (mem_cgroup_disabled())
1019                 return NULL;
1020
1021         rcu_read_lock();
1022         do {
1023                 /*
1024                  * Page cache insertions can happen withou an
1025                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1026                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1027                  */
1028                 if (unlikely(!mm))
1029                         memcg = root_mem_cgroup;
1030                 else {
1031                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1032                         if (unlikely(!memcg))
1033                                 memcg = root_mem_cgroup;
1034                 }
1035         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1036         rcu_read_unlock();
1037         return memcg;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1040
1041 /**
1042  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1043  * @page: page from which memcg should be extracted.
1044  *
1045  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1046  * root_mem_cgroup is returned.
1047  */
1048 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1049 {
1050         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1051
1052         if (mem_cgroup_disabled())
1053                 return NULL;
1054
1055         rcu_read_lock();
1056         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1057         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1058                 memcg = root_mem_cgroup;
1059         rcu_read_unlock();
1060         return memcg;
1061 }
1062 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1063
1064 /**
1065  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
1066  */
1067 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1068 {
1069         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1070                 struct mem_cgroup *memcg;
1071
1072                 rcu_read_lock();
1073                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1074                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&current->active_memcg->css)))
1075                         memcg = root_mem_cgroup;
1076                 else
1077                         memcg = current->active_memcg;
1078                 rcu_read_unlock();
1079                 return memcg;
1080         }
1081         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1082 }
1083
1084 /**
1085  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1086  * @root: hierarchy root
1087  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1088  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1089  *
1090  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1091  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1092  *
1093  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1094  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1095  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1096  *
1097  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1098  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1099  * same node.
1100  */
1101 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1102                                    struct mem_cgroup *prev,
1103                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1104 {
1105         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1106         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1107         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1108         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1109
1110         if (mem_cgroup_disabled())
1111                 return NULL;
1112
1113         if (!root)
1114                 root = root_mem_cgroup;
1115
1116         if (prev && !reclaim)
1117                 pos = prev;
1118
1119         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1120                 if (prev)
1121                         goto out;
1122                 return root;
1123         }
1124
1125         rcu_read_lock();
1126
1127         if (reclaim) {
1128                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1129
1130                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1131                 iter = &mz->iter;
1132
1133                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1134                         goto out_unlock;
1135
1136                 while (1) {
1137                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1138                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1139                                 break;
1140                         /*
1141                          * css reference reached zero, so iter->position will
1142                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1143                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1144                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1145                          * might block it. So we clear iter->position right
1146                          * away.
1147                          */
1148                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1149                 }
1150         }
1151
1152         if (pos)
1153                 css = &pos->css;
1154
1155         for (;;) {
1156                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1157                 if (!css) {
1158                         /*
1159                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1160                          * new one might jump in right at the end of
1161                          * the hierarchy - make sure they see at least
1162                          * one group and restart from the beginning.
1163                          */
1164                         if (!prev)
1165                                 continue;
1166                         break;
1167                 }
1168
1169                 /*
1170                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1171                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1172                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1173                  */
1174                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1175
1176                 if (css == &root->css)
1177                         break;
1178
1179                 if (css_tryget(css))
1180                         break;
1181
1182                 memcg = NULL;
1183         }
1184
1185         if (reclaim) {
1186                 /*
1187                  * The position could have already been updated by a competing
1188                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1189                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1190                  */
1191                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1192
1193                 if (pos)
1194                         css_put(&pos->css);
1195
1196                 if (!memcg)
1197                         iter->generation++;
1198                 else if (!prev)
1199                         reclaim->generation = iter->generation;
1200         }
1201
1202 out_unlock:
1203         rcu_read_unlock();
1204 out:
1205         if (prev && prev != root)
1206                 css_put(&prev->css);
1207
1208         return memcg;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1213  * @root: hierarchy root
1214  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1215  */
1216 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1217                            struct mem_cgroup *prev)
1218 {
1219         if (!root)
1220                 root = root_mem_cgroup;
1221         if (prev && prev != root)
1222                 css_put(&prev->css);
1223 }
1224
1225 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1226                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1227 {
1228         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1229         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1230         int nid;
1231
1232         for_each_node(nid) {
1233                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1234                 iter = &mz->iter;
1235                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1236         }
1237 }
1238
1239 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1240 {
1241         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1242         struct mem_cgroup *last;
1243
1244         do {
1245                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1246                 last = memcg;
1247         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1248
1249         /*
1250          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1251          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1252          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1253          * dead_memcg from cgroup root separately.
1254          */
1255         if (last != root_mem_cgroup)
1256                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1257                                                 dead_memcg);
1258 }
1259
1260 /**
1261  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1262  * @memcg: hierarchy root
1263  * @fn: function to call for each task
1264  * @arg: argument passed to @fn
1265  *
1266  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1267  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1268  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1269  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1270  *
1271  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1272  */
1273 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1274                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1275 {
1276         struct mem_cgroup *iter;
1277         int ret = 0;
1278
1279         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1280
1281         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1282                 struct css_task_iter it;
1283                 struct task_struct *task;
1284
1285                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1286                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1287                         ret = fn(task, arg);
1288                 css_task_iter_end(&it);
1289                 if (ret) {
1290                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1291                         break;
1292                 }
1293         }
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 /**
1298  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1299  * @page: the page
1300  * @pgdat: pgdat of the page
1301  *
1302  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1303  * access rules in commit_charge().
1304  */
1305 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1306 {
1307         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1308         struct mem_cgroup *memcg;
1309         struct lruvec *lruvec;
1310
1311         if (mem_cgroup_disabled()) {
1312                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1313                 goto out;
1314         }
1315
1316         memcg = page->mem_cgroup;
1317         /*
1318          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1319          * possibly migrated - before they are charged.
1320          */
1321         if (!memcg)
1322                 memcg = root_mem_cgroup;
1323
1324         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1325         lruvec = &mz->lruvec;
1326 out:
1327         /*
1328          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1329          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1330          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1331          */
1332         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1333                 lruvec->pgdat = pgdat;
1334         return lruvec;
1335 }
1336
1337 /**
1338  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1339  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1340  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1341  * @zid: zone id of the accounted pages
1342  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1343  *
1344  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1345  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1346  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1347  */
1348 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1349                                 int zid, int nr_pages)
1350 {
1351         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1352         unsigned long *lru_size;
1353         long size;
1354
1355         if (mem_cgroup_disabled())
1356                 return;
1357
1358         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1359         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1360
1361         if (nr_pages < 0)
1362                 *lru_size += nr_pages;
1363
1364         size = *lru_size;
1365         if (WARN_ONCE(size < 0,
1366                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1367                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1368                 VM_BUG_ON(1);
1369                 *lru_size = 0;
1370         }
1371
1372         if (nr_pages > 0)
1373                 *lru_size += nr_pages;
1374 }
1375
1376 /**
1377  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1378  * @memcg: the memory cgroup
1379  *
1380  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1381  * pages.
1382  */
1383 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1384 {
1385         unsigned long margin = 0;
1386         unsigned long count;
1387         unsigned long limit;
1388
1389         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1390         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1391         if (count < limit)
1392                 margin = limit - count;
1393
1394         if (do_memsw_account()) {
1395                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1396                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1397                 if (count < limit)
1398                         margin = min(margin, limit - count);
1399                 else
1400                         margin = 0;
1401         }
1402
1403         return margin;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1408  *
1409  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1410  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1411  * caused by "move".
1412  */
1413 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         struct mem_cgroup *from;
1416         struct mem_cgroup *to;
1417         bool ret = false;
1418         /*
1419          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1420          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1421          */
1422         spin_lock(&mc.lock);
1423         from = mc.from;
1424         to = mc.to;
1425         if (!from)
1426                 goto unlock;
1427
1428         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1429                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1430 unlock:
1431         spin_unlock(&mc.lock);
1432         return ret;
1433 }
1434
1435 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1436 {
1437         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1438                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1439                         DEFINE_WAIT(wait);
1440                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1441                         /* moving charge context might have finished. */
1442                         if (mc.moving_task)
1443                                 schedule();
1444                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1445                         return true;
1446                 }
1447         }
1448         return false;
1449 }
1450
1451 struct memory_stat {
1452         const char *name;
1453         unsigned int ratio;
1454         unsigned int idx;
1455 };
1456
1457 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1458         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1459         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1460         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1461         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1462         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1463         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1464         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1465         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1466         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1467 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1468         /*
1469          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1470          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1471          * constant(e.g. powerpc).
1472          */
1473         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1474 #endif
1475         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1476         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1477         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1478         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1479         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1480
1481         /*
1482          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1483          * together and slab_reclaimable must be in front.
1484          */
1485         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1486         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1487
1488         /* The memory events */
1489         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1490         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1491         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1492         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1493         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1494         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1495         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1496 };
1497
1498 static int __init memory_stats_init(void)
1499 {
1500         int i;
1501
1502         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1503 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1504                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1505                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1506 #endif
1507                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1508                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1509         }
1510
1511         return 0;
1512 }
1513 pure_initcall(memory_stats_init);
1514
1515 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         struct seq_buf s;
1518         int i;
1519
1520         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1521         if (!s.buffer)
1522                 return NULL;
1523
1524         /*
1525          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1526          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1527          *
1528          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1529          * 1) generic big picture -> specifics and details
1530          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1531          *
1532          * Current memory state:
1533          */
1534
1535         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1536                 u64 size;
1537
1538                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1539                 size *= memory_stats[i].ratio;
1540                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1541
1542                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1543                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1544                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1545                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1546                 }
1547         }
1548
1549         /* Accumulated memory events */
1550
1551         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1552                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1553         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1554                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1555         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1556                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1557         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1558                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1559                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1560         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1561                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1562                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1563         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1564                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1565         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1566                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1567         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1568                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1569         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1570                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1571
1572 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1573         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1574                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1575         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1576                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1577 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1578
1579         /* The above should easily fit into one page */
1580         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1581
1582         return s.buffer;
1583 }
1584
1585 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1586 /**
1587  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1588  * memory controller.
1589  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1590  * @p: Task that is going to be killed
1591  *
1592  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1593  * enabled
1594  */
1595 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1596 {
1597         rcu_read_lock();
1598
1599         if (memcg) {
1600                 pr_cont(",oom_memcg=");
1601                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1602         } else
1603                 pr_cont(",global_oom");
1604         if (p) {
1605                 pr_cont(",task_memcg=");
1606                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1607         }
1608         rcu_read_unlock();
1609 }
1610
1611 /**
1612  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1613  * memory controller.
1614  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1615  */
1616 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         char *buf;
1619
1620         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1621                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1622                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1623         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1624                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1625                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1626                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1627         else {
1628                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1629                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1630                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1631                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1632                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1633                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1634         }
1635
1636         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1637         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1638         pr_cont(":");
1639         buf = memory_stat_format(memcg);
1640         if (!buf)
1641                 return;
1642         pr_info("%s", buf);
1643         kfree(buf);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1648  */
1649 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1652
1653         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1654                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1655                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1656                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1657         } else { /* v1 */
1658                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1659                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1660                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1661
1662                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1663                 }
1664         }
1665         return max;
1666 }
1667
1668 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         return page_counter_read(&memcg->memory);
1671 }
1672
1673 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1674                                      int order)
1675 {
1676         struct oom_control oc = {
1677                 .zonelist = NULL,
1678                 .nodemask = NULL,
1679                 .memcg = memcg,
1680                 .gfp_mask = gfp_mask,
1681                 .order = order,
1682         };
1683         bool ret = true;
1684
1685         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1686                 return true;
1687
1688         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1689                 goto unlock;
1690
1691         /*
1692          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1693          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1694          */
1695         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1696
1697 unlock:
1698         mutex_unlock(&oom_lock);
1699         return ret;
1700 }
1701
1702 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1703                                    pg_data_t *pgdat,
1704                                    gfp_t gfp_mask,
1705                                    unsigned long *total_scanned)
1706 {
1707         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1708         int total = 0;
1709         int loop = 0;
1710         unsigned long excess;
1711         unsigned long nr_scanned;
1712         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1713                 .pgdat = pgdat,
1714         };
1715
1716         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1717
1718         while (1) {
1719                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1720                 if (!victim) {
1721                         loop++;
1722                         if (loop >= 2) {
1723                                 /*
1724                                  * If we have not been able to reclaim
1725                                  * anything, it might because there are
1726                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1727                                  */
1728                                 if (!total)
1729                                         break;
1730                                 /*
1731                                  * We want to do more targeted reclaim.
1732                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1733                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1734                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1735                                  */
1736                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1737                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1738                                         break;
1739                         }
1740                         continue;
1741                 }
1742                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1743                                         pgdat, &nr_scanned);
1744                 *total_scanned += nr_scanned;
1745                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1746                         break;
1747         }
1748         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1749         return total;
1750 }
1751
1752 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1753 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1754         .name = "memcg_oom_lock",
1755 };
1756 #endif
1757
1758 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1759
1760 /*
1761  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1762  * If someone is running, return false.
1763  */
1764 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1765 {
1766         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1767
1768         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1769
1770         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1771                 if (iter->oom_lock) {
1772                         /*
1773                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1774                          * so we cannot give a lock.
1775                          */
1776                         failed = iter;
1777                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1778                         break;
1779                 } else
1780                         iter->oom_lock = true;
1781         }
1782
1783         if (failed) {
1784                 /*
1785                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1786                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1787                  */
1788                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1789                         if (iter == failed) {
1790                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1791                                 break;
1792                         }
1793                         iter->oom_lock = false;
1794                 }
1795         } else
1796                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1797
1798         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1799
1800         return !failed;
1801 }
1802
1803 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         struct mem_cgroup *iter;
1806
1807         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1808         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1810                 iter->oom_lock = false;
1811         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1812 }
1813
1814 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1815 {
1816         struct mem_cgroup *iter;
1817
1818         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1819         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1820                 iter->under_oom++;
1821         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1822 }
1823
1824 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1825 {
1826         struct mem_cgroup *iter;
1827
1828         /*
1829          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1830          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1831          */
1832         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1833         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1834                 if (iter->under_oom > 0)
1835                         iter->under_oom--;
1836         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1837 }
1838
1839 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1840
1841 struct oom_wait_info {
1842         struct mem_cgroup *memcg;
1843         wait_queue_entry_t      wait;
1844 };
1845
1846 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1847         unsigned mode, int sync, void *arg)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1850         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1851         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1852
1853         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1854         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1855
1856         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1857             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1858                 return 0;
1859         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1860 }
1861
1862 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1863 {
1864         /*
1865          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1866          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1867          * this function is called as a result of userland actions
1868          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1869          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1870          * triggering notification.
1871          */
1872         if (memcg && memcg->under_oom)
1873                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1874 }
1875
1876 enum oom_status {
1877         OOM_SUCCESS,
1878         OOM_FAILED,
1879         OOM_ASYNC,
1880         OOM_SKIPPED
1881 };
1882
1883 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1884 {
1885         enum oom_status ret;
1886         bool locked;
1887
1888         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1889                 return OOM_SKIPPED;
1890
1891         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1892
1893         /*
1894          * We are in the middle of the charge context here, so we
1895          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1896          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1897          *
1898          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1899          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1900          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1901          * released.
1902          *
1903          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1904          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1905          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1906          * invoke the oom killer here.
1907          *
1908          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1909          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1910          */
1911         if (memcg->oom_kill_disable) {
1912                 if (!current->in_user_fault)
1913                         return OOM_SKIPPED;
1914                 css_get(&memcg->css);
1915                 current->memcg_in_oom = memcg;
1916                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1917                 current->memcg_oom_order = order;
1918
1919                 return OOM_ASYNC;
1920         }
1921
1922         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1923
1924         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1925
1926         if (locked)
1927                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1928
1929         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1930         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1931                 ret = OOM_SUCCESS;
1932         else
1933                 ret = OOM_FAILED;
1934
1935         if (locked)
1936                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1937
1938         return ret;
1939 }
1940
1941 /**
1942  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1943  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1944  *
1945  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1946  * handler was enabled.
1947  *
1948  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1949  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1950  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1951  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1952  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1953  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1954  *
1955  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1956  * completed, %false otherwise.
1957  */
1958 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1959 {
1960         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1961         struct oom_wait_info owait;
1962         bool locked;
1963
1964         /* OOM is global, do not handle */
1965         if (!memcg)
1966                 return false;
1967
1968         if (!handle)
1969                 goto cleanup;
1970
1971         owait.memcg = memcg;
1972         owait.wait.flags = 0;
1973         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1974         owait.wait.private = current;
1975         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1976
1977         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1978         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1979
1980         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1981
1982         if (locked)
1983                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1984
1985         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1986                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1987                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1988                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1989                                          current->memcg_oom_order);
1990         } else {
1991                 schedule();
1992                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1993                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1994         }
1995
1996         if (locked) {
1997                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1998                 /*
1999                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2000                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2001                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2002                  */
2003                 memcg_oom_recover(memcg);
2004         }
2005 cleanup:
2006         current->memcg_in_oom = NULL;
2007         css_put(&memcg->css);
2008         return true;
2009 }
2010
2011 /**
2012  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2013  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2014  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2015  *
2016  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2017  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2018  *
2019  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2020  */
2021 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2022                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2023 {
2024         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2025         struct mem_cgroup *memcg;
2026
2027         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2028                 return NULL;
2029
2030         if (!oom_domain)
2031                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2032
2033         rcu_read_lock();
2034
2035         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2036         if (memcg == root_mem_cgroup)
2037                 goto out;
2038
2039         /*
2040          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2041          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2042          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2043          */
2044         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2045                 goto out;
2046
2047         /*
2048          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2049          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2050          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2051          */
2052         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2053                 if (memcg->oom_group)
2054                         oom_group = memcg;
2055
2056                 if (memcg == oom_domain)
2057                         break;
2058         }
2059
2060         if (oom_group)
2061                 css_get(&oom_group->css);
2062 out:
2063         rcu_read_unlock();
2064
2065         return oom_group;
2066 }
2067
2068 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2069 {
2070         pr_info("Tasks in ");
2071         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2072         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2073 }
2074
2075 /**
2076  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2077  * @page: the page
2078  *
2079  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2080  * another cgroup.
2081  *
2082  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2083  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2084  * when @page might get freed inside the locked section.
2085  */
2086 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2087 {
2088         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2089         struct mem_cgroup *memcg;
2090         unsigned long flags;
2091
2092         /*
2093          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2094          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2095          * because page moving starts with an RCU grace period.
2096          *
2097          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2098          * the page state that is going to change is the only thing
2099          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2100          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2101          * keep off truncation, migration and so forth.
2102          */
2103         rcu_read_lock();
2104
2105         if (mem_cgroup_disabled())
2106                 return NULL;
2107 again:
2108         memcg = head->mem_cgroup;
2109         if (unlikely(!memcg))
2110                 return NULL;
2111
2112         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2113                 return memcg;
2114
2115         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2116         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2117                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2118                 goto again;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * When charge migration first begins, we can have locked and
2123          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2124          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2125          */
2126         memcg->move_lock_task = current;
2127         memcg->move_lock_flags = flags;
2128
2129         return memcg;
2130 }
2131 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2132
2133 /**
2134  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2135  * @memcg: the memcg
2136  *
2137  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2138  */
2139 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2140 {
2141         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2142                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2143
2144                 memcg->move_lock_task = NULL;
2145                 memcg->move_lock_flags = 0;
2146
2147                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2148         }
2149
2150         rcu_read_unlock();
2151 }
2152
2153 /**
2154  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2155  * @page: the page
2156  */
2157 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2158 {
2159         struct page *head = compound_head(page);
2160
2161         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2162 }
2163 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2164
2165 struct memcg_stock_pcp {
2166         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2167         unsigned int nr_pages;
2168
2169 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2170         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2171         unsigned int nr_bytes;
2172 #endif
2173
2174         struct work_struct work;
2175         unsigned long flags;
2176 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2177 };
2178 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2179 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2180
2181 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2182 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2183 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2184                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2185
2186 #else
2187 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2188 {
2189 }
2190 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2191                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2192 {
2193         return false;
2194 }
2195 #endif
2196
2197 /**
2198  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2199  * @memcg: memcg to consume from.
2200  * @nr_pages: how many pages to charge.
2201  *
2202  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2203  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2204  * service an allocation will refill the stock.
2205  *
2206  * returns true if successful, false otherwise.
2207  */
2208 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2209 {
2210         struct memcg_stock_pcp *stock;
2211         unsigned long flags;
2212         bool ret = false;
2213
2214         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2215                 return ret;
2216
2217         local_irq_save(flags);
2218
2219         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2220         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2221                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2222                 ret = true;
2223         }
2224
2225         local_irq_restore(flags);
2226
2227         return ret;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2232  */
2233 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2236
2237         if (!old)
2238                 return;
2239
2240         if (stock->nr_pages) {
2241                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2242                 if (do_memsw_account())
2243                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2244                 stock->nr_pages = 0;
2245         }
2246
2247         css_put(&old->css);
2248         stock->cached = NULL;
2249 }
2250
2251 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2252 {
2253         struct memcg_stock_pcp *stock;
2254         unsigned long flags;
2255
2256         /*
2257          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2258          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2259          */
2260         local_irq_save(flags);
2261
2262         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2263         drain_obj_stock(stock);
2264         drain_stock(stock);
2265         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2266
2267         local_irq_restore(flags);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2272  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2273  */
2274 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2275 {
2276         struct memcg_stock_pcp *stock;
2277         unsigned long flags;
2278
2279         local_irq_save(flags);
2280
2281         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2282         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2283                 drain_stock(stock);
2284                 css_get(&memcg->css);
2285                 stock->cached = memcg;
2286         }
2287         stock->nr_pages += nr_pages;
2288
2289         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2290                 drain_stock(stock);
2291
2292         local_irq_restore(flags);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2297  * of the hierarchy under it.
2298  */
2299 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2300 {
2301         int cpu, curcpu;
2302
2303         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2304         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2305                 return;
2306         /*
2307          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2308          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2309          * as well as workers from this path always operate on the local
2310          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2311          */
2312         curcpu = get_cpu();
2313         for_each_online_cpu(cpu) {
2314                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2315                 struct mem_cgroup *memcg;
2316                 bool flush = false;
2317
2318                 rcu_read_lock();
2319                 memcg = stock->cached;
2320                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2321                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2322                         flush = true;
2323                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2324                         flush = true;
2325                 rcu_read_unlock();
2326
2327                 if (flush &&
2328                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2329                         if (cpu == curcpu)
2330                                 drain_local_stock(&stock->work);
2331                         else
2332                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2333                 }
2334         }
2335         put_cpu();
2336         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2337 }
2338
2339 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2340 {
2341         struct memcg_stock_pcp *stock;
2342         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2343
2344         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2345         drain_stock(stock);
2346
2347         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2348                 int i;
2349
2350                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2351                         int nid;
2352                         long x;
2353
2354                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2355                         if (x)
2356                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2357                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2358
2359                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2360                                 continue;
2361
2362                         for_each_node(nid) {
2363                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2364
2365                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2366                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2367                                 if (x)
2368                                         do {
2369                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2370                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2371                         }
2372                 }
2373
2374                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2375                         long x;
2376
2377                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2378                         if (x)
2379                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2380                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2381                 }
2382         }
2383
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2388                                   unsigned int nr_pages,
2389                                   gfp_t gfp_mask)
2390 {
2391         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2392
2393         do {
2394                 unsigned long pflags;
2395
2396                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2397                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2398                         continue;
2399
2400                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2401
2402                 psi_memstall_enter(&pflags);
2403                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2404                                                              gfp_mask, true);
2405                 psi_memstall_leave(&pflags);
2406         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2407                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2408
2409         return nr_reclaimed;
2410 }
2411
2412 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2413 {
2414         struct mem_cgroup *memcg;
2415
2416         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2417         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2422  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2423  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2424  */
2425 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2426
2427 /*
2428  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2429  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2430  * below.
2431  *
2432  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2433  *   overage ratio to a delay.
2434  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2435  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2436  *   to produce a reasonable delay curve.
2437  *
2438  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2439  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2440  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2441  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2442  * example, with a high of 100 megabytes:
2443  *
2444  *  +-------+------------------------+
2445  *  | usage | time to allocate in ms |
2446  *  +-------+------------------------+
2447  *  | 100M  |                      0 |
2448  *  | 101M  |                      6 |
2449  *  | 102M  |                     25 |
2450  *  | 103M  |                     57 |
2451  *  | 104M  |                    102 |
2452  *  | 105M  |                    159 |
2453  *  | 106M  |                    230 |
2454  *  | 107M  |                    313 |
2455  *  | 108M  |                    409 |
2456  *  | 109M  |                    518 |
2457  *  | 110M  |                    639 |
2458  *  | 111M  |                    774 |
2459  *  | 112M  |                    921 |
2460  *  | 113M  |                   1081 |
2461  *  | 114M  |                   1254 |
2462  *  | 115M  |                   1439 |
2463  *  | 116M  |                   1638 |
2464  *  | 117M  |                   1849 |
2465  *  | 118M  |                   2000 |
2466  *  | 119M  |                   2000 |
2467  *  | 120M  |                   2000 |
2468  *  +-------+------------------------+
2469  */
2470  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2471  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2472
2473 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2474 {
2475         u64 overage;
2476
2477         if (usage <= high)
2478                 return 0;
2479
2480         /*
2481          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2482          * it was a threshold of 1 page
2483          */
2484         high = max(high, 1UL);
2485
2486         overage = usage - high;
2487         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2488         return div64_u64(overage, high);
2489 }
2490
2491 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2492 {
2493         u64 overage, max_overage = 0;
2494
2495         do {
2496                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2497                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2498                 max_overage = max(overage, max_overage);
2499         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2500                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2501
2502         return max_overage;
2503 }
2504
2505 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2506 {
2507         u64 overage, max_overage = 0;
2508
2509         do {
2510                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2511                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2512                 if (overage)
2513                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2514                 max_overage = max(overage, max_overage);
2515         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2516                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2517
2518         return max_overage;
2519 }
2520
2521 /*
2522  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2523  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2524  */
2525 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2526                                           unsigned int nr_pages,
2527                                           u64 max_overage)
2528 {
2529         unsigned long penalty_jiffies;
2530
2531         if (!max_overage)
2532                 return 0;
2533
2534         /*
2535          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2536          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2537          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2538          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2539          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2540          * overage amount.
2541          */
2542         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2543         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2544         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2545
2546         /*
2547          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2548          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2549          * 4N-sized allocation.
2550          *
2551          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2552          * larger the current charge patch is than that.
2553          */
2554         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2559  * and reclaims memory over the high limit.
2560  */
2561 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2562 {
2563         unsigned long penalty_jiffies;
2564         unsigned long pflags;
2565         unsigned long nr_reclaimed;
2566         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2567         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2568         struct mem_cgroup *memcg;
2569         bool in_retry = false;
2570
2571         if (likely(!nr_pages))
2572                 return;
2573
2574         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2575         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2576
2577 retry_reclaim:
2578         /*
2579          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2580          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2581          * or breaching resource isolation.
2582          *
2583          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2584          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2585          * allocator run every time an allocation is made.
2586          */
2587         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2588                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2589                                     GFP_KERNEL);
2590
2591         /*
2592          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2593          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2594          */
2595         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2596                                                mem_find_max_overage(memcg));
2597
2598         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2599                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2600
2601         /*
2602          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2603          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2604          * extremely slowly.
2605          */
2606         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2607
2608         /*
2609          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2610          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2611          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2612          * been aggressively reclaimed enough yet.
2613          */
2614         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2615                 goto out;
2616
2617         /*
2618          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2619          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2620          * throttling.
2621          */
2622         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2623                 in_retry = true;
2624                 goto retry_reclaim;
2625         }
2626
2627         /*
2628          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2629          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2630          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2631          */
2632         psi_memstall_enter(&pflags);
2633         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2634         psi_memstall_leave(&pflags);
2635
2636 out:
2637         css_put(&memcg->css);
2638 }
2639
2640 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2641                       unsigned int nr_pages)
2642 {
2643         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2644         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2645         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2646         struct page_counter *counter;
2647         enum oom_status oom_status;
2648         unsigned long nr_reclaimed;
2649         bool may_swap = true;
2650         bool drained = false;
2651         unsigned long pflags;
2652
2653         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2654                 return 0;
2655 retry:
2656         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2657                 return 0;
2658
2659         if (!do_memsw_account() ||
2660             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2661                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2662                         goto done_restock;
2663                 if (do_memsw_account())
2664                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2665                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2666         } else {
2667                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2668                 may_swap = false;
2669         }
2670
2671         if (batch > nr_pages) {
2672                 batch = nr_pages;
2673                 goto retry;
2674         }
2675
2676         /*
2677          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2678          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2679          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2680          * and let these go through as privileged allocations.
2681          */
2682         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2683                 goto force;
2684
2685         /*
2686          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2687          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2688          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2689          * free their memory.
2690          */
2691         if (unlikely(should_force_charge()))
2692                 goto force;
2693
2694         /*
2695          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2696          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2697          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2698          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2699          */
2700         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2701                 goto force;
2702
2703         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2704                 goto nomem;
2705
2706         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2707                 goto nomem;
2708
2709         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2710
2711         psi_memstall_enter(&pflags);
2712         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2713                                                     gfp_mask, may_swap);
2714         psi_memstall_leave(&pflags);
2715
2716         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2717                 goto retry;
2718
2719         if (!drained) {
2720                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2721                 drained = true;
2722                 goto retry;
2723         }
2724
2725         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2726                 goto nomem;
2727         /*
2728          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2729          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2730          * before killing the task.
2731          *
2732          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2733          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2734          * to regular pages anyway in case of failure.
2735          */
2736         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2737                 goto retry;
2738         /*
2739          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2740          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2741          */
2742         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2743                 goto retry;
2744
2745         if (nr_retries--)
2746                 goto retry;
2747
2748         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2749                 goto nomem;
2750
2751         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2752                 goto force;
2753
2754         if (fatal_signal_pending(current))
2755                 goto force;
2756
2757         /*
2758          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2759          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2760          * couldn't make any progress.
2761          */
2762         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2763                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2764         switch (oom_status) {
2765         case OOM_SUCCESS:
2766                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2767                 goto retry;
2768         case OOM_FAILED:
2769                 goto force;
2770         default:
2771                 goto nomem;
2772         }
2773 nomem:
2774         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2775                 return -ENOMEM;
2776 force:
2777         /*
2778          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2779          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2780          * temporarily by force charging it.
2781          */
2782         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2783         if (do_memsw_account())
2784                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2785
2786         return 0;
2787
2788 done_restock:
2789         if (batch > nr_pages)
2790                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2791
2792         /*
2793          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2794          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2795          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2796          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2797          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2798          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2799          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2800          */
2801         do {
2802                 bool mem_high, swap_high;
2803
2804                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2805                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2806                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2807                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2808
2809                 /* Don't bother a random interrupted task */
2810                 if (in_interrupt()) {
2811                         if (mem_high) {
2812                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2813                                 break;
2814                         }
2815                         continue;
2816                 }
2817
2818                 if (mem_high || swap_high) {
2819                         /*
2820                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2821                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2822                          * of the memory or swap footprints.
2823                          *
2824                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2825                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2826                          * based on how much each task is actually allocating.
2827                          */
2828                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2829                         set_notify_resume(current);
2830                         break;
2831                 }
2832         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2833
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2838 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2839 {
2840         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2841                 return;
2842
2843         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2844         if (do_memsw_account())
2845                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2846 }
2847 #endif
2848
2849 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2850 {
2851         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2852         /*
2853          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2854          *
2855          * - the page lock
2856          * - LRU isolation
2857          * - lock_page_memcg()
2858          * - exclusive reference
2859          */
2860         page->mem_cgroup = memcg;
2861 }
2862
2863 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2864 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2865                                  gfp_t gfp)
2866 {
2867         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2868         void *vec;
2869
2870         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2871                            page_to_nid(page));
2872         if (!vec)
2873                 return -ENOMEM;
2874
2875         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2876                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2877                 kfree(vec);
2878         else
2879                 kmemleak_not_leak(vec);
2880
2881         return 0;
2882 }
2883
2884 /*
2885  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2886  *
2887  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2888  * cgroup_mutex, etc.
2889  */
2890 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2891 {
2892         struct page *page;
2893
2894         if (mem_cgroup_disabled())
2895                 return NULL;
2896
2897         page = virt_to_head_page(p);
2898
2899         /*
2900          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2901          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2902          * bit of the pointer is set.
2903          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2904          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2905          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2906          */
2907         if (!page->mem_cgroup)
2908                 return NULL;
2909
2910         /*
2911          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2912          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2913          * the page->obj_cgroups.
2914          */
2915         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2916                 struct obj_cgroup *objcg;
2917                 unsigned int off;
2918
2919                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2920                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2921                 if (objcg)
2922                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2923
2924                 return NULL;
2925         }
2926
2927         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2928         return page->mem_cgroup;
2929 }
2930
2931 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2932 {
2933         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2934         struct mem_cgroup *memcg;
2935
2936         if (unlikely(!current->mm && !current->active_memcg))
2937                 return NULL;
2938
2939         rcu_read_lock();
2940         if (unlikely(current->active_memcg))
2941                 memcg = rcu_dereference(current->active_memcg);
2942         else
2943                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2944
2945         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2946                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2947                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2948                         break;
2949         }
2950         rcu_read_unlock();
2951
2952         return objcg;
2953 }
2954
2955 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2956 {
2957         int id, size;
2958         int err;
2959
2960         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2961                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2962         if (id < 0)
2963                 return id;
2964
2965         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2966                 return id;
2967
2968         /*
2969          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2970          * so we have to grow them.
2971          */
2972         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2973
2974         size = 2 * (id + 1);
2975         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2976                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2977         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2978                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2979
2980         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2981         if (!err)
2982                 memcg_nr_cache_ids = size;
2983
2984         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2985
2986         if (err) {
2987                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2988                 return err;
2989         }
2990         return id;
2991 }
2992
2993 static void memcg_free_cache_id(int id)
2994 {
2995         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2996 }
2997
2998 /**
2999  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3000  * @memcg: memory cgroup to charge
3001  * @gfp: reclaim mode
3002  * @nr_pages: number of pages to charge
3003  *
3004  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3005  */
3006 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3007                         unsigned int nr_pages)
3008 {
3009         struct page_counter *counter;
3010         int ret;
3011
3012         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3013         if (ret)
3014                 return ret;
3015
3016         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3017             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3018
3019                 /*
3020                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3021                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3022                  * handling code.
3023                  */
3024                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3025                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3026                         return 0;
3027                 }
3028                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3029                 return -ENOMEM;
3030         }
3031         return 0;
3032 }
3033
3034 /**
3035  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3036  * @memcg: memcg to uncharge
3037  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3038  */
3039 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3040 {
3041         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3042                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3043
3044         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3045         if (do_memsw_account())
3046                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3047 }
3048
3049 /**
3050  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3051  * @page: page to charge
3052  * @gfp: reclaim mode
3053  * @order: allocation order
3054  *
3055  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3056  */
3057 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3058 {
3059         struct mem_cgroup *memcg;
3060         int ret = 0;
3061
3062         if (memcg_kmem_bypass())
3063                 return 0;
3064
3065         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3066         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3067                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3068                 if (!ret) {
3069                         page->mem_cgroup = memcg;
3070                         __SetPageKmemcg(page);
3071                         return 0;
3072                 }
3073         }
3074         css_put(&memcg->css);
3075         return ret;
3076 }
3077
3078 /**
3079  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3080  * @page: page to uncharge
3081  * @order: allocation order
3082  */
3083 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3084 {
3085         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3086         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3087
3088         if (!memcg)
3089                 return;
3090
3091         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3092         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3093         page->mem_cgroup = NULL;
3094         css_put(&memcg->css);
3095
3096         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3097         if (PageKmemcg(page))
3098                 __ClearPageKmemcg(page);
3099 }
3100
3101 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3102 {
3103         struct memcg_stock_pcp *stock;
3104         unsigned long flags;
3105         bool ret = false;
3106
3107         local_irq_save(flags);
3108
3109         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3110         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3111                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3112                 ret = true;
3113         }
3114
3115         local_irq_restore(flags);
3116
3117         return ret;
3118 }
3119
3120 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3121 {
3122         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3123
3124         if (!old)
3125                 return;
3126
3127         if (stock->nr_bytes) {
3128                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3129                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3130
3131                 if (nr_pages) {
3132                         rcu_read_lock();
3133                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3134                         rcu_read_unlock();
3135                 }
3136
3137                 /*
3138                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3139                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3140                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3141                  * refill_obj_stock().
3142                  *
3143                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3144                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3145                  * so it might be changed in the future.
3146                  */
3147                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3148                 stock->nr_bytes = 0;
3149         }
3150
3151         obj_cgroup_put(old);
3152         stock->cached_objcg = NULL;
3153 }
3154
3155 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3156                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3157 {
3158         struct mem_cgroup *memcg;
3159
3160         if (stock->cached_objcg) {
3161                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3162                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3163                         return true;
3164         }
3165
3166         return false;
3167 }
3168
3169 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3170 {
3171         struct memcg_stock_pcp *stock;
3172         unsigned long flags;
3173
3174         local_irq_save(flags);
3175
3176         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3177         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3178                 drain_obj_stock(stock);
3179                 obj_cgroup_get(objcg);
3180                 stock->cached_objcg = objcg;
3181                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3182         }
3183         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3184
3185         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3186                 drain_obj_stock(stock);
3187
3188         local_irq_restore(flags);
3189 }
3190
3191 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3195         int ret;
3196
3197         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3198                 return 0;
3199
3200         /*
3201          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3202          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3203          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3204          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3205          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3206          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3207          * refill_obj_stock(), called from this function or
3208          * independently later.
3209          */
3210         rcu_read_lock();
3211         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3212         css_get(&memcg->css);
3213         rcu_read_unlock();
3214
3215         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3216         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3217
3218         if (nr_bytes)
3219                 nr_pages += 1;
3220
3221         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3222         if (!ret && nr_bytes)
3223                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3224
3225         css_put(&memcg->css);
3226         return ret;
3227 }
3228
3229 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3230 {
3231         refill_obj_stock(objcg, size);
3232 }
3233
3234 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3235
3236 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3237
3238 /*
3239  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3240  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3241  */
3242 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3243 {
3244         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3245         int i;
3246
3247         if (mem_cgroup_disabled())
3248                 return;
3249
3250         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3251                 css_get(&memcg->css);
3252                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3253         }
3254 }
3255 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3256
3257 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3258 /**
3259  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3260  * @entry: swap entry to be moved
3261  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3262  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3263  *
3264  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3265  * as the mem_cgroup's id of @from.
3266  *
3267  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3268  *
3269  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3270  * both res and memsw, and called css_get().
3271  */
3272 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3273                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3274 {
3275         unsigned short old_id, new_id;
3276
3277         old_id = mem_cgroup_id(from);
3278         new_id = mem_cgroup_id(to);
3279
3280         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3281                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3282                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3283                 return 0;
3284         }
3285         return -EINVAL;
3286 }
3287 #else
3288 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3289                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3290 {
3291         return -EINVAL;
3292 }
3293 #endif
3294
3295 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3296
3297 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3298                                  unsigned long max, bool memsw)
3299 {
3300         bool enlarge = false;
3301         bool drained = false;
3302         int ret;
3303         bool limits_invariant;
3304         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3305
3306         do {
3307                 if (signal_pending(current)) {
3308                         ret = -EINTR;
3309                         break;
3310                 }
3311
3312                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3313                 /*
3314                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3315                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3316                  */
3317                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3318                                            max <= memcg->memsw.max;
3319                 if (!limits_invariant) {
3320                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3321                         ret = -EINVAL;
3322                         break;
3323                 }
3324                 if (max > counter->max)
3325                         enlarge = true;
3326                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3327                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3328
3329                 if (!ret)
3330                         break;
3331
3332                 if (!drained) {
3333                         drain_all_stock(memcg);
3334                         drained = true;
3335                         continue;
3336                 }
3337
3338                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3339                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3340                         ret = -EBUSY;
3341                         break;
3342                 }
3343         } while (true);
3344
3345         if (!ret && enlarge)
3346                 memcg_oom_recover(memcg);
3347
3348         return ret;
3349 }
3350
3351 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3352                                             gfp_t gfp_mask,
3353                                             unsigned long *total_scanned)
3354 {
3355         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3356         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3357         unsigned long reclaimed;
3358         int loop = 0;
3359         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3360         unsigned long excess;
3361         unsigned long nr_scanned;
3362
3363         if (order > 0)
3364                 return 0;
3365
3366         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3367
3368         /*
3369          * Do not even bother to check the largest node if the root
3370          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3371          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3372          */
3373         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3374                 return 0;
3375
3376         /*
3377          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3378          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3379          * pressure
3380          */
3381         do {
3382                 if (next_mz)
3383                         mz = next_mz;
3384                 else
3385                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3386                 if (!mz)
3387                         break;
3388
3389                 nr_scanned = 0;
3390                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3391                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3392                 nr_reclaimed += reclaimed;
3393                 *total_scanned += nr_scanned;
3394                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3395                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3396
3397                 /*
3398                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3399                  * it is time to move on to the next cgroup
3400                  */
3401                 next_mz = NULL;
3402                 if (!reclaimed)
3403                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3404
3405                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3406                 /*
3407                  * One school of thought says that we should not add
3408                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3409                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3410                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3411                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3412                  * term TODO.
3413                  */
3414                 /* If excess == 0, no tree ops */
3415                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3416                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3417                 css_put(&mz->memcg->css);
3418                 loop++;
3419                 /*
3420                  * Could not reclaim anything and there are no more
3421                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3422                  * reclaiming anything.
3423                  */
3424                 if (!nr_reclaimed &&
3425                         (next_mz == NULL ||
3426                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3427                         break;
3428         } while (!nr_reclaimed);
3429         if (next_mz)
3430                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3431         return nr_reclaimed;
3432 }
3433
3434 /*
3435  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3436  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3437  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3438  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3439  */
3440 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3441 {
3442         bool ret;
3443
3444         rcu_read_lock();
3445         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3446         rcu_read_unlock();
3447         return ret;
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3452  *
3453  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3454  */
3455 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3456 {
3457         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3458
3459         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3460         lru_add_drain_all();
3461
3462         drain_all_stock(memcg);
3463
3464         /* try to free all pages in this cgroup */
3465         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3466                 int progress;
3467
3468                 if (signal_pending(current))
3469                         return -EINTR;
3470
3471                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3472                                                         GFP_KERNEL, true);
3473                 if (!progress) {
3474                         nr_retries--;
3475                         /* maybe some writeback is necessary */
3476                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3477                 }
3478
3479         }
3480
3481         return 0;
3482 }
3483
3484 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3485                                             char *buf, size_t nbytes,
3486                                             loff_t off)
3487 {
3488         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3489
3490         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3491                 return -EINVAL;
3492         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3493 }
3494
3495 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3496                                      struct cftype *cft)
3497 {
3498         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3499 }
3500
3501 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3502                                       struct cftype *cft, u64 val)
3503 {
3504         int retval = 0;
3505         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3506         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3507
3508         if (memcg->use_hierarchy == val)
3509                 return 0;
3510
3511         /*
3512          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3513          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3514          * occur, provided the current cgroup has no children.
3515          *
3516          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3517          * set if there are no children.
3518          */
3519         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3520                                 (val == 1 || val == 0)) {
3521                 if (!memcg_has_children(memcg))
3522                         memcg->use_hierarchy = val;
3523                 else
3524                         retval = -EBUSY;
3525         } else
3526                 retval = -EINVAL;
3527
3528         return retval;
3529 }
3530
3531 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3532 {
3533         unsigned long val;
3534
3535         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3536                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3537                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3538                 if (swap)
3539                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3540         } else {
3541                 if (!swap)
3542                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3543                 else
3544                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3545         }
3546         return val;
3547 }
3548
3549 enum {
3550         RES_USAGE,
3551         RES_LIMIT,
3552         RES_MAX_USAGE,
3553         RES_FAILCNT,
3554         RES_SOFT_LIMIT,
3555 };
3556
3557 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3558                                struct cftype *cft)
3559 {
3560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3561         struct page_counter *counter;
3562
3563         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3564         case _MEM:
3565                 counter = &memcg->memory;
3566                 break;
3567         case _MEMSWAP:
3568                 counter = &memcg->memsw;
3569                 break;
3570         case _KMEM:
3571                 counter = &memcg->kmem;
3572                 break;
3573         case _TCP:
3574                 counter = &memcg->tcpmem;
3575                 break;
3576         default:
3577                 BUG();
3578         }
3579
3580         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3581         case RES_USAGE:
3582                 if (counter == &memcg->memory)
3583                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3584                 if (counter == &memcg->memsw)
3585                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3586                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3587         case RES_LIMIT:
3588                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3589         case RES_MAX_USAGE:
3590                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3591         case RES_FAILCNT:
3592                 return counter->failcnt;
3593         case RES_SOFT_LIMIT:
3594                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3595         default:
3596                 BUG();
3597         }
3598 }
3599
3600 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3601 {
3602         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3603         struct mem_cgroup *mi;
3604         int node, cpu, i;
3605
3606         for_each_online_cpu(cpu)
3607                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3608                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3609
3610         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3611                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3612                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3613
3614         for_each_node(node) {
3615                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3616                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3617
3618                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3619                         stat[i] = 0;
3620
3621                 for_each_online_cpu(cpu)
3622                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3623                                 stat[i] += per_cpu(
3624                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3625
3626                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3627                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3628                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3629         }
3630 }
3631
3632 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3633 {
3634         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3635         struct mem_cgroup *mi;
3636         int cpu, i;
3637
3638         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3639                 events[i] = 0;
3640
3641         for_each_online_cpu(cpu)
3642                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3643                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3644                                              cpu);
3645
3646         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3647                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3648                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3649 }
3650
3651 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3652 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3653 {
3654         struct obj_cgroup *objcg;
3655         int memcg_id;
3656
3657         if (cgroup_memory_nokmem)
3658                 return 0;
3659
3660         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3661         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3662
3663         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3664         if (memcg_id < 0)
3665                 return memcg_id;
3666
3667         objcg = obj_cgroup_alloc();
3668         if (!objcg) {
3669                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3670                 return -ENOMEM;
3671         }
3672         objcg->memcg = memcg;
3673         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3674
3675         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3676
3677         /*
3678          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3679          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3680          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3681          * patched.
3682          */
3683         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3684         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3685
3686         return 0;
3687 }
3688
3689 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3690 {
3691         struct cgroup_subsys_state *css;
3692         struct mem_cgroup *parent, *child;
3693         int kmemcg_id;
3694
3695         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3696                 return;
3697
3698         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3699
3700         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3701         if (!parent)
3702                 parent = root_mem_cgroup;
3703
3704         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3705
3706         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3707         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3708
3709         /*
3710          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3711          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3712          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3713          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3714          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3715          * memcg_drain_all_list_lrus().
3716          */
3717         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3718         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3719                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3720                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3721                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3722                 if (!memcg->use_hierarchy)
3723                         break;
3724         }
3725         rcu_read_unlock();
3726
3727         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3728
3729         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3730 }
3731
3732 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3733 {
3734         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3735         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3736                 memcg_offline_kmem(memcg);
3737 }
3738 #else
3739 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3740 {
3741         return 0;
3742 }
3743 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3744 {
3745 }
3746 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3747 {
3748 }
3749 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3750
3751 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3752                                  unsigned long max)
3753 {
3754         int ret;
3755
3756         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3757         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3758         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3759         return ret;
3760 }
3761
3762 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3763 {
3764         int ret;
3765
3766         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3767
3768         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3769         if (ret)
3770                 goto out;
3771
3772         if (!memcg->tcpmem_active) {
3773                 /*
3774                  * The active flag needs to be written after the static_key
3775                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3776                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3777                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3778                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3779                  *
3780                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3781                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3782                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3783                  * yet, we'll lose accounting.
3784                  *
3785                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3786                  * because when this value change, the code to process it is not
3787                  * patched in yet.
3788                  */
3789                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3790                 memcg->tcpmem_active = true;
3791         }
3792 out:
3793         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3794         return ret;
3795 }
3796
3797 /*
3798  * The user of this function is...
3799  * RES_LIMIT.
3800  */
3801 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3802                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3803 {
3804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3805         unsigned long nr_pages;
3806         int ret;
3807
3808         buf = strstrip(buf);
3809         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3810         if (ret)
3811                 return ret;
3812
3813         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3814         case RES_LIMIT:
3815                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3816                         ret = -EINVAL;
3817                         break;
3818                 }
3819                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3820                 case _MEM:
3821                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3822                         break;
3823                 case _MEMSWAP:
3824                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3825                         break;
3826                 case _KMEM:
3827                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3828                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3829                                      "depend on this functionality.\n");
3830                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3831                         break;
3832                 case _TCP:
3833                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3834                         break;
3835                 }
3836                 break;
3837         case RES_SOFT_LIMIT:
3838                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3839                 ret = 0;
3840                 break;
3841         }
3842         return ret ?: nbytes;
3843 }
3844
3845 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3846                                 size_t nbytes, loff_t off)
3847 {
3848         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3849         struct page_counter *counter;
3850
3851         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3852         case _MEM:
3853                 counter = &memcg->memory;
3854                 break;
3855         case _MEMSWAP:
3856                 counter = &memcg->memsw;
3857                 break;
3858         case _KMEM:
3859                 counter = &memcg->kmem;
3860                 break;
3861         case _TCP:
3862                 counter = &memcg->tcpmem;
3863                 break;
3864         default:
3865                 BUG();
3866         }
3867
3868         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3869         case RES_MAX_USAGE:
3870                 page_counter_reset_watermark(counter);
3871                 break;
3872         case RES_FAILCNT:
3873                 counter->failcnt = 0;
3874                 break;
3875         default:
3876                 BUG();
3877         }
3878
3879         return nbytes;
3880 }
3881
3882 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3883                                         struct cftype *cft)
3884 {
3885         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3886 }
3887
3888 #ifdef CONFIG_MMU
3889 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3890                                         struct cftype *cft, u64 val)
3891 {
3892         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3893
3894         if (val & ~MOVE_MASK)
3895                 return -EINVAL;
3896
3897         /*
3898          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3899          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3900          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3901          * affect task migrations starting after the change.
3902          */
3903         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3904         return 0;
3905 }
3906 #else
3907 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3908                                         struct cftype *cft, u64 val)
3909 {
3910         return -ENOSYS;
3911 }
3912 #endif
3913
3914 #ifdef CONFIG_NUMA
3915
3916 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3917 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3918 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3919
3920 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3921                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3922 {
3923         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3924         unsigned long nr = 0;
3925         enum lru_list lru;
3926
3927         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3928
3929         for_each_lru(lru) {
3930                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3931                         continue;
3932                 if (tree)
3933                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3934                 else
3935                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3936         }
3937         return nr;
3938 }
3939
3940 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3941                                              unsigned int lru_mask,
3942                                              bool tree)
3943 {
3944         unsigned long nr = 0;
3945         enum lru_list lru;
3946
3947         for_each_lru(lru) {
3948                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3949                         continue;
3950                 if (tree)
3951                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3952                 else
3953                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3954         }
3955         return nr;
3956 }
3957
3958 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3959 {
3960         struct numa_stat {
3961                 const char *name;
3962                 unsigned int lru_mask;
3963         };
3964
3965         static const struct numa_stat stats[] = {
3966                 { "total", LRU_ALL },
3967                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3968                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3969                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3970         };
3971         const struct numa_stat *stat;
3972         int nid;
3973         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3974
3975         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3976                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3977                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3978                                                    false));
3979                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3980                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3981                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3982                                                         stat->lru_mask, false));
3983                 seq_putc(m, '\n');
3984         }
3985
3986         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3987
3988                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3989                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3990                                                    true));
3991                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3992                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3993                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3994                                                         stat->lru_mask, true));
3995                 seq_putc(m, '\n');
3996         }
3997
3998         return 0;
3999 }
4000 #endif /* CONFIG_NUMA */
4001
4002 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4003         NR_FILE_PAGES,
4004         NR_ANON_MAPPED,
4005 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4006         NR_ANON_THPS,
4007 #endif
4008         NR_SHMEM,
4009         NR_FILE_MAPPED,
4010         NR_FILE_DIRTY,
4011         NR_WRITEBACK,
4012         MEMCG_SWAP,
4013 };
4014
4015 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4016         "cache",
4017         "rss",
4018 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4019         "rss_huge",
4020 #endif
4021         "shmem",
4022         "mapped_file",
4023         "dirty",
4024         "writeback",
4025         "swap",
4026 };
4027
4028 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4029 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4030         PGPGIN,
4031         PGPGOUT,
4032         PGFAULT,
4033         PGMAJFAULT,
4034 };
4035
4036 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4037 {
4038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4039         unsigned long memory, memsw;
4040         struct mem_cgroup *mi;
4041         unsigned int i;
4042
4043         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4044
4045         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4046                 unsigned long nr;
4047
4048                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4049                         continue;
4050                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4051 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4052                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4053                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4054 #endif
4055                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4056         }
4057
4058         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4059                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4060                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4061
4062         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4063                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4064                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4065                            PAGE_SIZE);
4066
4067         /* Hierarchical information */
4068         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4069         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4070                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4071                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4072         }
4073         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4074                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4075         if (do_memsw_account())
4076                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4077                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4078
4079         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4080                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4081                         continue;
4082                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4083                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
4084                            PAGE_SIZE);
4085         }
4086
4087         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4088                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4089                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4090                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4091
4092         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4093                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4094                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4095                            PAGE_SIZE);
4096
4097 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4098         {
4099                 pg_data_t *pgdat;
4100                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4101                 unsigned long anon_cost = 0;
4102                 unsigned long file_cost = 0;
4103
4104                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4105                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4106
4107                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4108                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4109                 }
4110                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4111                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4112         }
4113 #endif
4114
4115         return 0;
4116 }
4117
4118 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4119                                       struct cftype *cft)
4120 {
4121         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4122
4123         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4124 }
4125
4126 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4127                                        struct cftype *cft, u64 val)
4128 {
4129         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4130
4131         if (val > 100)
4132                 return -EINVAL;
4133
4134         if (css->parent)
4135                 memcg->swappiness = val;
4136         else
4137                 vm_swappiness = val;
4138
4139         return 0;
4140 }
4141
4142 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4143 {
4144         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4145         unsigned long usage;
4146         int i;
4147
4148         rcu_read_lock();
4149         if (!swap)
4150                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4151         else
4152                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4153
4154         if (!t)
4155                 goto unlock;
4156
4157         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4158
4159         /*
4160          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4161          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4162          * call of __mem_cgroup_threshold().
4163          */
4164         i = t->current_threshold;
4165
4166         /*
4167          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4168          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4169          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4170          * only one element of the array here.
4171          */
4172         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4173                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4174
4175         /* i = current_threshold + 1 */
4176         i++;
4177
4178         /*
4179          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4180          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4181          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4182          * only one element of the array here.
4183          */
4184         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4185                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4186
4187         /* Update current_threshold */
4188         t->current_threshold = i - 1;
4189 unlock:
4190         rcu_read_unlock();
4191 }
4192
4193 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4194 {
4195         while (memcg) {
4196                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4197                 if (do_memsw_account())
4198                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4199
4200                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4201         }
4202 }
4203
4204 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4205 {
4206         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4207         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4208
4209         if (_a->threshold > _b->threshold)
4210                 return 1;
4211
4212         if (_a->threshold < _b->threshold)
4213                 return -1;
4214
4215         return 0;
4216 }
4217
4218 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4219 {
4220         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4221
4222         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4223
4224         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4225                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4226
4227         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4228         return 0;
4229 }
4230
4231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4232 {
4233         struct mem_cgroup *iter;
4234
4235         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4236                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4237 }
4238
4239 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4240         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4241 {
4242         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4243         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4244         unsigned long threshold;
4245         unsigned long usage;
4246         int i, size, ret;
4247
4248         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4249         if (ret)
4250                 return ret;
4251
4252         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4253
4254         if (type == _MEM) {
4255                 thresholds = &memcg->thresholds;
4256                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4257         } else if (type == _MEMSWAP) {
4258                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4259                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4260         } else
4261                 BUG();
4262
4263         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4264         if (thresholds->primary)
4265                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4266
4267         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4268
4269         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4270         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4271         if (!new) {
4272                 ret = -ENOMEM;
4273                 goto unlock;
4274         }
4275         new->size = size;
4276
4277         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4278         if (thresholds->primary)
4279                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4280                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4281
4282         /* Add new threshold */
4283         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4284         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4285
4286         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4287         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4288                         compare_thresholds, NULL);
4289
4290         /* Find current threshold */
4291         new->current_threshold = -1;
4292         for (i = 0; i < size; i++) {
4293                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4294                         /*
4295                          * new->current_threshold will not be used until
4296                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4297                          * it here.
4298                          */
4299                         ++new->current_threshold;
4300                 } else
4301                         break;
4302         }
4303
4304         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4305         kfree(thresholds->spare);
4306         thresholds->spare = thresholds->primary;
4307
4308         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4309
4310         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4311         synchronize_rcu();
4312
4313 unlock:
4314         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4315
4316         return ret;
4317 }
4318
4319 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4320         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4321 {
4322         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4323 }
4324
4325 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4326         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4327 {
4328         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4329 }
4330
4331 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4332         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4333 {
4334         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4335         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4336         unsigned long usage;
4337         int i, j, size, entries;
4338
4339         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4340
4341         if (type == _MEM) {
4342                 thresholds = &memcg->thresholds;
4343                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4344         } else if (type == _MEMSWAP) {
4345                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4346                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4347         } else
4348                 BUG();
4349
4350         if (!thresholds->primary)
4351                 goto unlock;
4352
4353         /* Check if a threshold crossed before removing */
4354         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4355
4356         /* Calculate new number of threshold */
4357         size = entries = 0;
4358         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4359                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4360                         size++;
4361                 else
4362                         entries++;
4363         }
4364
4365         new = thresholds->spare;
4366
4367         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4368         if (!entries)
4369                 goto unlock;
4370
4371         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4372         if (!size) {
4373                 kfree(new);
4374                 new = NULL;
4375                 goto swap_buffers;
4376         }
4377
4378         new->size = size;
4379
4380         /* Copy thresholds and find current threshold */
4381         new->current_threshold = -1;
4382         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4383                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4384                         continue;
4385
4386                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4387                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4388                         /*
4389                          * new->current_threshold will not be used
4390                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4391                          * it here.
4392                          */
4393                         ++new->current_threshold;
4394                 }
4395                 j++;
4396         }
4397
4398 swap_buffers:
4399         /* Swap primary and spare array */
4400         thresholds->spare = thresholds->primary;
4401
4402         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4403
4404         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4405         synchronize_rcu();
4406
4407         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4408         if (!new) {
4409                 kfree(thresholds->spare);
4410                 thresholds->spare = NULL;
4411         }
4412 unlock:
4413         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4414 }
4415
4416 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4417         struct eventfd_ctx *eventfd)
4418 {
4419         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4420 }
4421
4422 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4423         struct eventfd_ctx *eventfd)
4424 {
4425         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4426 }
4427
4428 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4429         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4430 {
4431         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4432
4433         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4434         if (!event)
4435                 return -ENOMEM;
4436
4437         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4438
4439         event->eventfd = eventfd;
4440         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4441
4442         /* already in OOM ? */
4443         if (memcg->under_oom)
4444                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4445         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4446
4447         return 0;
4448 }
4449
4450 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4451         struct eventfd_ctx *eventfd)
4452 {
4453         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4454
4455         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4456
4457         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4458                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4459                         list_del(&ev->list);
4460                         kfree(ev);
4461                 }
4462         }
4463
4464         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4465 }
4466
4467 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4468 {
4469         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4470
4471         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4472         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4473         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4474                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4475         return 0;
4476 }
4477
4478 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4479         struct cftype *cft, u64 val)
4480 {
4481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4482
4483         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4484         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4485                 return -EINVAL;
4486
4487         memcg->oom_kill_disable = val;
4488         if (!val)
4489                 memcg_oom_recover(memcg);
4490
4491         return 0;
4492 }
4493
4494 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4495
4496 #include <trace/events/writeback.h>
4497
4498 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4499 {
4500         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4501 }
4502
4503 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4504 {
4505         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4506 }
4507
4508 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4509 {
4510         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4511 }
4512
4513 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4514 {
4515         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4516
4517         if (!memcg->css.parent)
4518                 return NULL;
4519
4520         return &memcg->cgwb_domain;
4521 }
4522
4523 /*
4524  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4525  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4526  */
4527 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4528 {
4529         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4530         int cpu;
4531
4532         for_each_online_cpu(cpu)
4533                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4534         if (x < 0)
4535                 x = 0;
4536         return x;
4537 }
4538
4539 /**
4540  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4541  * @wb: bdi_writeback in question
4542  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4543  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4544  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4545  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4546  *
4547  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4548  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4549  * is a bit more involved.
4550  *
4551  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4552  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4553  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4554  * available memory in the system.  The caller should further cap
4555  * *@pheadroom accordingly.
4556  */
4557 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4558                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4559                          unsigned long *pwriteback)
4560 {
4561         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4562         struct mem_cgroup *parent;
4563
4564         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4565
4566         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4567         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4568                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4569         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4570
4571         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4572                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4573                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4574                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4575
4576                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4577                 memcg = parent;
4578         }
4579 }
4580
4581 /*
4582  * Foreign dirty flushing
4583  *
4584  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4585  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4586  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4587  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4588  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4589  * different cgroups isn't a common use-case.
4590  *
4591  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4592  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4593  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4594  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4595  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4596  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4597  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4598  * make writeback of the dirty pages happen.
4599  *
4600  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4601  * severely throttled after making some progress after each
4602  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4603  * completely idle.
4604  *
4605  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4606  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4607  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4608  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4609  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4610  *
4611  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4612  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4613  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4614  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4615  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4616  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4617  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4618  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4619  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4620  *
4621  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4622  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4623  * records are lockless and racy.
4624  */
4625 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4626                                              struct bdi_writeback *wb)
4627 {
4628         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4629         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4630         u64 now = get_jiffies_64();
4631         u64 oldest_at = now;
4632         int oldest = -1;
4633         int i;
4634
4635         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4636
4637         /*
4638          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4639          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4640          * written out.
4641          */
4642         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4643                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4644                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4645                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4646                         break;
4647                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4648                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4649                         oldest = i;
4650                         oldest_at = frn->at;
4651                 }
4652         }
4653
4654         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4655                 /*
4656                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4657                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4658                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4659                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4660                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4661                  */
4662                 unsigned long update_intv =
4663                         min_t(unsigned long, HZ,
4664                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4665
4666                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4667                         frn->at = now;
4668         } else if (oldest >= 0) {
4669                 /* replace the oldest free one */
4670                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4671                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4672                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4673                 frn->at = now;
4674         }
4675 }
4676
4677 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4678 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4679 {
4680         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4681         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4682         u64 now = jiffies_64;
4683         int i;
4684
4685         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4686                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4687
4688                 /*
4689                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4690                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4691                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4692                  * already one in flight.
4693                  */
4694                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4695                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4696                         frn->at = 0;
4697                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4698                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4699                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4700                                                &frn->done);
4701                 }
4702         }
4703 }
4704
4705 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4706
4707 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4708 {
4709         return 0;
4710 }
4711
4712 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4713 {
4714 }
4715
4716 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4717 {
4718 }
4719
4720 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4721
4722 /*
4723  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4724  *
4725  * "cgroup.event_control" implementation.
4726  *
4727  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4728  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4729  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4730  *
4731  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4732  * possible.
4733  */
4734
4735 /*
4736  * Unregister event and free resources.
4737  *
4738  * Gets called from workqueue.
4739  */
4740 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4741 {
4742         struct mem_cgroup_event *event =
4743                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4744         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4745
4746         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4747
4748         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4749
4750         /* Notify userspace the event is going away. */
4751         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4752
4753         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4754         kfree(event);
4755         css_put(&memcg->css);
4756 }
4757
4758 /*
4759  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4760  *
4761  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4762  */
4763 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4764                             int sync, void *key)
4765 {
4766         struct mem_cgroup_event *event =
4767                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4768         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4769         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4770
4771         if (flags & EPOLLHUP) {
4772                 /*
4773                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4774                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4775                  * for us.
4776                  *
4777                  * We can't race against event freeing since the other
4778                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4779                  * which we hold.
4780                  */
4781                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4782                 if (!list_empty(&event->list)) {
4783                         list_del_init(&event->list);
4784                         /*
4785                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4786                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4787                          */
4788                         schedule_work(&event->remove);
4789                 }
4790                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4791         }
4792
4793         return 0;
4794 }
4795
4796 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4797                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4798 {
4799         struct mem_cgroup_event *event =
4800                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4801
4802         event->wqh = wqh;
4803         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4804 }
4805
4806 /*
4807  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4808  *
4809  * Parse input and register new cgroup event handler.
4810  *
4811  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4812  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4813  */
4814 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4815                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4816 {
4817         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4819         struct mem_cgroup_event *event;
4820         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4821         unsigned int efd, cfd;
4822         struct fd efile;
4823         struct fd cfile;
4824         const char *name;
4825         char *endp;
4826         int ret;
4827
4828         buf = strstrip(buf);
4829
4830         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4831         if (*endp != ' ')
4832                 return -EINVAL;
4833         buf = endp + 1;
4834
4835         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4836         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4837                 return -EINVAL;
4838         buf = endp + 1;
4839
4840         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4841         if (!event)
4842                 return -ENOMEM;
4843
4844         event->memcg = memcg;
4845         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4846         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4847         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4848         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4849
4850         efile = fdget(efd);
4851         if (!efile.file) {
4852                 ret = -EBADF;
4853                 goto out_kfree;
4854         }
4855
4856         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4857         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4858                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4859                 goto out_put_efile;
4860         }
4861
4862         cfile = fdget(cfd);
4863         if (!cfile.file) {
4864                 ret = -EBADF;
4865                 goto out_put_eventfd;
4866         }
4867
4868         /* the process need read permission on control file */
4869         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4870         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4871         if (ret < 0)
4872                 goto out_put_cfile;
4873
4874         /*
4875          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4876          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4877          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4878          * is for compatibility anyway.
4879          *
4880          * DO NOT ADD NEW FILES.
4881          */
4882         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4883
4884         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4885                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4886                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4887         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4888                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4889                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4890         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4891                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4892                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4893         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4894                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4895                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4896         } else {
4897                 ret = -EINVAL;
4898                 goto out_put_cfile;
4899         }
4900
4901         /*
4902          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4903          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4904          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4905          */
4906         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4907                                                &memory_cgrp_subsys);
4908         ret = -EINVAL;
4909         if (IS_ERR(cfile_css))
4910                 goto out_put_cfile;
4911         if (cfile_css != css) {
4912                 css_put(cfile_css);
4913                 goto out_put_cfile;
4914         }
4915
4916         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4917         if (ret)
4918                 goto out_put_css;
4919
4920         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4921
4922         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4923         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4924         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4925
4926         fdput(cfile);
4927         fdput(efile);
4928
4929         return nbytes;
4930
4931 out_put_css:
4932         css_put(css);
4933 out_put_cfile:
4934         fdput(cfile);
4935 out_put_eventfd:
4936         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4937 out_put_efile:
4938         fdput(efile);
4939 out_kfree:
4940         kfree(event);
4941
4942         return ret;
4943 }
4944
4945 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4946         {
4947                 .name = "usage_in_bytes",
4948                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4949                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4950         },
4951         {
4952                 .name = "max_usage_in_bytes",
4953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4954                 .write = mem_cgroup_reset,
4955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4956         },
4957         {
4958                 .name = "limit_in_bytes",
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4960                 .write = mem_cgroup_write,
4961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4966                 .write = mem_cgroup_write,
4967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "failcnt",
4971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4972                 .write = mem_cgroup_reset,
4973                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4974         },
4975         {
4976                 .name = "stat",
4977                 .seq_show = memcg_stat_show,
4978         },
4979         {
4980                 .name = "force_empty",
4981                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4982         },
4983         {
4984                 .name = "use_hierarchy",
4985                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4986                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4987         },
4988         {
4989                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4990                 .write = memcg_write_event_control,
4991                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4992         },
4993         {
4994                 .name = "swappiness",
4995                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4996                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4997         },
4998         {
4999                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5000                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5001                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5002         },
5003         {
5004                 .name = "oom_control",
5005                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5006                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5007                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5008         },
5009         {
5010                 .name = "pressure_level",
5011         },
5012 #ifdef CONFIG_NUMA
5013         {
5014                 .name = "numa_stat",
5015                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5016         },
5017 #endif
5018         {
5019                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5021                 .write = mem_cgroup_write,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5028         },
5029         {
5030                 .name = "kmem.failcnt",
5031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5032                 .write = mem_cgroup_reset,
5033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5034         },
5035         {
5036                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5038                 .write = mem_cgroup_reset,
5039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5040         },
5041 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5042         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5043         {
5044                 .name = "kmem.slabinfo",
5045                 .seq_show = memcg_slab_show,
5046         },
5047 #endif
5048         {
5049                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5051                 .write = mem_cgroup_write,
5052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5062                 .write = mem_cgroup_reset,
5063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5067                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5068                 .write = mem_cgroup_reset,
5069                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5070         },
5071         { },    /* terminate */
5072 };
5073
5074 /*
5075  * Private memory cgroup IDR
5076  *
5077  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5078  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5079  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5080  * memory-controlled cgroups to 64k.
5081  *
5082  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5083  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5084  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5085  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5086  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5087  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5088  *
5089  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5090  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5091  * when the CSS is offlined.
5092  *
5093  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5094  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5095  * those references are manageable from userspace.
5096  */
5097
5098 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5099
5100 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5101 {
5102         if (memcg->id.id > 0) {
5103                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5104                 memcg->id.id = 0;
5105         }
5106 }
5107
5108 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5109                                                   unsigned int n)
5110 {
5111         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5112 }
5113
5114 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5115 {
5116         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5117                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5118
5119                 /* Memcg ID pins CSS */
5120                 css_put(&memcg->css);
5121         }
5122 }
5123
5124 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5125 {
5126         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5127 }
5128
5129 /**
5130  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5131  * @id: the memcg id to look up
5132  *
5133  * Caller must hold rcu_read_lock().
5134  */
5135 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5136 {
5137         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5138         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5139 }
5140
5141 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5142 {
5143         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5144         int tmp = node;
5145         /*
5146          * This routine is called against possible nodes.
5147          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5148          *
5149          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5150          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5151          *       function.
5152          */
5153         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5154                 tmp = -1;
5155         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5156         if (!pn)
5157                 return 1;
5158
5159         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5160                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5161         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5162                 kfree(pn);
5163                 return 1;
5164         }
5165
5166         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5167                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5168         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5169                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5170                 kfree(pn);
5171                 return 1;
5172         }
5173
5174         lruvec_init(&pn->lruvec);
5175         pn->usage_in_excess = 0;
5176         pn->on_tree = false;
5177         pn->memcg = memcg;
5178
5179         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5180         return 0;
5181 }
5182
5183 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5184 {
5185         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5186
5187         if (!pn)
5188                 return;
5189
5190         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5191         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5192         kfree(pn);
5193 }
5194
5195 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5196 {
5197         int node;
5198
5199         for_each_node(node)
5200                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5201         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5202         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5203         kfree(memcg);
5204 }
5205
5206 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5207 {
5208         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5209         /*
5210          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5211          * on parent's and all ancestor levels.
5212          */
5213         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5214         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5215         __mem_cgroup_free(memcg);
5216 }
5217
5218 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5219 {
5220         struct mem_cgroup *memcg;
5221         unsigned int size;
5222         int node;
5223         int __maybe_unused i;
5224         long error = -ENOMEM;
5225
5226         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5227         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5228
5229         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5230         if (!memcg)
5231                 return ERR_PTR(error);
5232
5233         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5234                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5235                                  GFP_KERNEL);
5236         if (memcg->id.id < 0) {
5237                 error = memcg->id.id;
5238                 goto fail;
5239         }
5240
5241         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5242                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5243         if (!memcg->vmstats_local)
5244                 goto fail;
5245
5246         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5247                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5248         if (!memcg->vmstats_percpu)
5249                 goto fail;
5250
5251         for_each_node(node)
5252                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5253                         goto fail;
5254
5255         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5256                 goto fail;
5257
5258         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5259         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5260         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5261         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5262         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5263         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5264         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5265         memcg->socket_pressure = jiffies;
5266 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5267         memcg->kmemcg_id = -1;
5268         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5269 #endif
5270 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5271         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5272         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5273                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5274                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5275 #endif
5276 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5277         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5278         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5279         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5280 #endif
5281         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5282         return memcg;
5283 fail:
5284         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5285         __mem_cgroup_free(memcg);
5286         return ERR_PTR(error);
5287 }
5288
5289 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5290 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5291 {
5292         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5293         struct mem_cgroup *memcg;
5294         long error = -ENOMEM;
5295
5296         memalloc_use_memcg(parent);
5297         memcg = mem_cgroup_alloc();
5298         memalloc_unuse_memcg();
5299         if (IS_ERR(memcg))
5300                 return ERR_CAST(memcg);
5301
5302         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5303         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5304         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5305         if (parent) {
5306                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5307                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5308         }
5309         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5310                 memcg->use_hierarchy = true;
5311                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5312                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5313                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5314                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5315         } else {
5316                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5317                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5318                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5319                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5320                 /*
5321                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5322                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5323                  * unfortunate state in our controller.
5324                  */
5325                 if (parent != root_mem_cgroup)
5326                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5327         }
5328
5329         /* The following stuff does not apply to the root */
5330         if (!parent) {
5331                 root_mem_cgroup = memcg;
5332                 return &memcg->css;
5333         }
5334
5335         error = memcg_online_kmem(memcg);
5336         if (error)
5337                 goto fail;
5338
5339         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5340                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5341
5342         return &memcg->css;
5343 fail:
5344         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5345         mem_cgroup_free(memcg);
5346         return ERR_PTR(error);
5347 }
5348
5349 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5350 {
5351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5352
5353         /*
5354          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5355          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5356          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5357          */
5358         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5359                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5360                 return -ENOMEM;
5361         }
5362
5363         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5364         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5365         css_get(css);
5366         return 0;
5367 }
5368
5369 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5370 {
5371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5372         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5373
5374         /*
5375          * Unregister events and notify userspace.
5376          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5377          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5378          */
5379         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5380         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5381                 list_del_init(&event->list);
5382                 schedule_work(&event->remove);
5383         }
5384         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5385
5386         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5387         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5388
5389         memcg_offline_kmem(memcg);
5390         wb_memcg_offline(memcg);
5391
5392         drain_all_stock(memcg);
5393
5394         mem_cgroup_id_put(memcg);
5395 }
5396
5397 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5398 {
5399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5400
5401         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5402 }
5403
5404 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5405 {
5406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5407         int __maybe_unused i;
5408
5409 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5410         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5411                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5412 #endif
5413         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5414                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5415
5416         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5417                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5418
5419         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5420         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5421         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5422         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5423         memcg_free_kmem(memcg);
5424         mem_cgroup_free(memcg);
5425 }
5426
5427 /**
5428  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5429  * @css: the target css
5430  *
5431  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5432  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5433  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5434  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5435  * made visible again.
5436  *
5437  * The current implementation only resets the essential configurations.
5438  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5439  */
5440 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5443
5444         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5445         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5446         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5447         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5448         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5449         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5450         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5451         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5452         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5453         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5454 }
5455
5456 #ifdef CONFIG_MMU
5457 /* Handlers for move charge at task migration. */
5458 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5459 {
5460         int ret;
5461
5462         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5463         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5464         if (!ret) {
5465                 mc.precharge += count;
5466                 return ret;
5467         }
5468
5469         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5470         while (count--) {
5471                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5472                 if (ret)
5473                         return ret;
5474                 mc.precharge++;
5475                 cond_resched();
5476         }
5477         return 0;
5478 }
5479
5480 union mc_target {
5481         struct page     *page;
5482         swp_entry_t     ent;
5483 };
5484
5485 enum mc_target_type {
5486         MC_TARGET_NONE = 0,
5487         MC_TARGET_PAGE,
5488         MC_TARGET_SWAP,
5489         MC_TARGET_DEVICE,
5490 };
5491
5492 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5493                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5494 {
5495         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5496
5497         if (!page || !page_mapped(page))
5498                 return NULL;
5499         if (PageAnon(page)) {
5500                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5501                         return NULL;
5502         } else {
5503                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5504                         return NULL;
5505         }
5506         if (!get_page_unless_zero(page))
5507                 return NULL;
5508
5509         return page;
5510 }
5511
5512 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5513 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5514                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5515 {
5516         struct page *page = NULL;
5517         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5518
5519         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5520                 return NULL;
5521
5522         /*
5523          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5524          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5525          * as special swap entry in the CPU page table.
5526          */
5527         if (is_device_private_entry(ent)) {
5528                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5529                 /*
5530                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5531                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5532                  */
5533                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5534                         return NULL;
5535                 return page;
5536         }
5537
5538         if (non_swap_entry(ent))
5539                 return NULL;
5540
5541         /*
5542          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5543          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5544          */
5545         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5546         entry->val = ent.val;
5547
5548         return page;
5549 }
5550 #else
5551 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5552                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5553 {
5554         return NULL;
5555 }
5556 #endif
5557
5558 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5559                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5560 {
5561         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5562                 return NULL;
5563         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5564                 return NULL;
5565
5566         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5567         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5568         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5569                         linear_page_index(vma, addr));
5570 }
5571
5572 /**
5573  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5574  * @page: the page
5575  * @compound: charge the page as compound or small page
5576  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5577  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5578  *
5579  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5580  *
5581  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5582  * from old cgroup.
5583  */
5584 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5585                                    bool compound,
5586                                    struct mem_cgroup *from,
5587                                    struct mem_cgroup *to)
5588 {
5589         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5590         struct pglist_data *pgdat;
5591         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5592         int ret;
5593
5594         VM_BUG_ON(from == to);
5595         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5596         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5597
5598         /*
5599          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5600          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5601          */
5602         ret = -EBUSY;
5603         if (!trylock_page(page))
5604                 goto out;
5605
5606         ret = -EINVAL;
5607         if (page->mem_cgroup != from)
5608                 goto out_unlock;
5609
5610         pgdat = page_pgdat(page);
5611         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5612         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5613
5614         lock_page_memcg(page);
5615
5616         if (PageAnon(page)) {
5617                 if (page_mapped(page)) {
5618                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5619                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5620                         if (PageTransHuge(page)) {
5621                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5622                                                    -nr_pages);
5623                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5624                                                    nr_pages);
5625                         }
5626
5627                 }
5628         } else {
5629                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5630                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5631
5632                 if (PageSwapBacked(page)) {
5633                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5634                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5635                 }
5636
5637                 if (page_mapped(page)) {
5638                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5639                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5640                 }
5641
5642                 if (PageDirty(page)) {
5643                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5644
5645                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5646                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5647                                                    -nr_pages);
5648                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5649                                                    nr_pages);
5650                         }
5651                 }
5652         }
5653
5654         if (PageWriteback(page)) {
5655                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5656                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5657         }
5658
5659         /*
5660          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5661          *
5662          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5663          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5664          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5665          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5666          *
5667          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5668          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5669          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5670          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5671          */
5672         smp_mb();
5673
5674         css_get(&to->css);
5675         css_put(&from->css);
5676
5677         page->mem_cgroup = to;
5678
5679         __unlock_page_memcg(from);
5680
5681         ret = 0;
5682
5683         local_irq_disable();
5684         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5685         memcg_check_events(to, page);
5686         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5687         memcg_check_events(from, page);
5688         local_irq_enable();
5689 out_unlock:
5690         unlock_page(page);
5691 out:
5692         return ret;
5693 }
5694
5695 /**
5696  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5697  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5698  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5699  * @ptent: the pte to be checked
5700  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5701  *
5702  * Returns
5703  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5704  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5705  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5706  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5707  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5708  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5709  *     in target->ent.
5710  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5711  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5712  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5713  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5714  *     regular page.
5715  *
5716  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5717  *
5718  * Called with pte lock held.
5719  */
5720
5721 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5722                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5723 {
5724         struct page *page = NULL;
5725         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5726         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5727
5728         if (pte_present(ptent))
5729                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5730         else if (is_swap_pte(ptent))
5731                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5732         else if (pte_none(ptent))
5733                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5734
5735         if (!page && !ent.val)
5736                 return ret;
5737         if (page) {
5738                 /*
5739                  * Do only loose check w/o serialization.
5740                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5741                  * not under LRU exclusion.
5742                  */
5743                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5744                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5745                         if (is_device_private_page(page))
5746                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5747                         if (target)
5748                                 target->page = page;
5749                 }
5750                 if (!ret || !target)
5751                         put_page(page);
5752         }
5753         /*
5754          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5755          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5756          */
5757         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5758             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5759                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5760                 if (target)
5761                         target->ent = ent;
5762         }
5763         return ret;
5764 }
5765
5766 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5767 /*
5768  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5769  * not support them for now.
5770  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5771  */
5772 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5773                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5774 {
5775         struct page *page = NULL;
5776         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5777
5778         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5779                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5780                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5781                 return ret;
5782         }
5783         page = pmd_page(pmd);
5784         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5785         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5786                 return ret;
5787         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5788                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5789                 if (target) {
5790                         get_page(page);
5791                         target->page = page;
5792                 }
5793         }
5794         return ret;
5795 }
5796 #else
5797 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5798                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5799 {
5800         return MC_TARGET_NONE;
5801 }
5802 #endif
5803
5804 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5805                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5806                                         struct mm_walk *walk)
5807 {
5808         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5809         pte_t *pte;
5810         spinlock_t *ptl;
5811
5812         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5813         if (ptl) {
5814                 /*
5815                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5816                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5817                  * this might change.
5818                  */
5819                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5820                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5821                 spin_unlock(ptl);
5822                 return 0;
5823         }
5824
5825         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5826                 return 0;
5827         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5828         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5829                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5830                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5831         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5832         cond_resched();
5833
5834         return 0;
5835 }
5836
5837 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5838         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5839 };
5840
5841 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5842 {
5843         unsigned long precharge;
5844
5845         mmap_read_lock(mm);
5846         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5847         mmap_read_unlock(mm);
5848
5849         precharge = mc.precharge;
5850         mc.precharge = 0;
5851
5852         return precharge;
5853 }
5854
5855 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5856 {
5857         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5858
5859         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5860         mc.moving_task = current;
5861         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5862 }
5863
5864 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5865 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5866 {
5867         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5868         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5869
5870         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5871         if (mc.precharge) {
5872                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5873                 mc.precharge = 0;
5874         }
5875         /*
5876          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5877          * we must uncharge here.
5878          */
5879         if (mc.moved_charge) {
5880                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5881                 mc.moved_charge = 0;
5882         }
5883         /* we must fixup refcnts and charges */
5884         if (mc.moved_swap) {
5885                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5886                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5887                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5888
5889                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5890
5891                 /*
5892                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5893                  * should uncharge to->memory.
5894                  */
5895                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5896                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5897
5898                 mc.moved_swap = 0;
5899         }
5900         memcg_oom_recover(from);
5901         memcg_oom_recover(to);
5902         wake_up_all(&mc.waitq);
5903 }
5904
5905 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5906 {
5907         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5908
5909         /*
5910          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5911          * task migration.
5912          */
5913         mc.moving_task = NULL;
5914         __mem_cgroup_clear_mc();
5915         spin_lock(&mc.lock);
5916         mc.from = NULL;
5917         mc.to = NULL;
5918         mc.mm = NULL;
5919         spin_unlock(&mc.lock);
5920
5921         mmput(mm);
5922 }
5923
5924 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5925 {
5926         struct cgroup_subsys_state *css;
5927         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5928         struct mem_cgroup *from;
5929         struct task_struct *leader, *p;
5930         struct mm_struct *mm;
5931         unsigned long move_flags;
5932         int ret = 0;
5933
5934         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5935         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5936                 return 0;
5937
5938         /*
5939          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5940          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5941          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5942          * multiple.
5943          */
5944         p = NULL;
5945         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5946                 WARN_ON_ONCE(p);
5947                 p = leader;
5948                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5949         }
5950         if (!p)
5951                 return 0;
5952
5953         /*
5954          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5955          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5956          * So we need to save it, and keep it going.
5957          */
5958         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5959         if (!move_flags)
5960                 return 0;
5961
5962         from = mem_cgroup_from_task(p);
5963
5964         VM_BUG_ON(from == memcg);
5965
5966         mm = get_task_mm(p);
5967         if (!mm)
5968                 return 0;
5969         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5970         if (mm->owner == p) {
5971                 VM_BUG_ON(mc.from);
5972                 VM_BUG_ON(mc.to);
5973                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5974                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5975                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5976
5977                 spin_lock(&mc.lock);
5978                 mc.mm = mm;
5979                 mc.from = from;
5980                 mc.to = memcg;
5981                 mc.flags = move_flags;
5982                 spin_unlock(&mc.lock);
5983                 /* We set mc.moving_task later */
5984
5985                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5986                 if (ret)
5987                         mem_cgroup_clear_mc();
5988         } else {
5989                 mmput(mm);
5990         }
5991         return ret;
5992 }
5993
5994 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5995 {
5996         if (mc.to)
5997                 mem_cgroup_clear_mc();
5998 }
5999
6000 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6001                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6002                                 struct mm_walk *walk)
6003 {
6004         int ret = 0;
6005         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6006         pte_t *pte;
6007         spinlock_t *ptl;
6008         enum mc_target_type target_type;
6009         union mc_target target;
6010         struct page *page;
6011
6012         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6013         if (ptl) {
6014                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6015                         spin_unlock(ptl);
6016                         return 0;
6017                 }
6018                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6019                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6020                         page = target.page;
6021                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6022                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6023                                                              mc.from, mc.to)) {
6024                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6025                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6026                                 }
6027                                 putback_lru_page(page);
6028                         }
6029                         put_page(page);
6030                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6031                         page = target.page;
6032                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6033                                                      mc.from, mc.to)) {
6034                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6035                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6036                         }
6037                         put_page(page);
6038                 }
6039                 spin_unlock(ptl);
6040                 return 0;
6041         }
6042
6043         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6044                 return 0;
6045 retry:
6046         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6047         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6048                 pte_t ptent = *(pte++);
6049                 bool device = false;
6050                 swp_entry_t ent;
6051
6052                 if (!mc.precharge)
6053                         break;
6054
6055                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6056                 case MC_TARGET_DEVICE:
6057                         device = true;
6058                         fallthrough;
6059                 case MC_TARGET_PAGE:
6060                         page = target.page;
6061                         /*
6062                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6063                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6064                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6065                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6066                          */
6067                         if (PageTransCompound(page))
6068                                 goto put;
6069                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6070                                 goto put;
6071                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6072                                                 mc.from, mc.to)) {
6073                                 mc.precharge--;
6074                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6075                                 mc.moved_charge++;
6076                         }
6077                         if (!device)
6078                                 putback_lru_page(page);
6079 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6080                         put_page(page);
6081                         break;
6082                 case MC_TARGET_SWAP:
6083                         ent = target.ent;
6084                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6085                                 mc.precharge--;
6086                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6087                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6088                                 mc.moved_swap++;
6089                         }
6090                         break;
6091                 default:
6092                         break;
6093                 }
6094         }
6095         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6096         cond_resched();
6097
6098         if (addr != end) {
6099                 /*
6100                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6101                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6102                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6103                  * phase.
6104                  */
6105                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6106                 if (!ret)
6107                         goto retry;
6108         }
6109
6110         return ret;
6111 }
6112
6113 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6114         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6115 };
6116
6117 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6118 {
6119         lru_add_drain_all();
6120         /*
6121          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6122          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6123          * for already started RCU-only updates to finish.
6124          */
6125         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6126         synchronize_rcu();
6127 retry:
6128         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6129                 /*
6130                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6131                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6132                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6133                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6134                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6135                  */
6136                 __mem_cgroup_clear_mc();
6137                 cond_resched();
6138                 goto retry;
6139         }
6140         /*
6141          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6142          * additional charge, the page walk just aborts.
6143          */
6144         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6145                         NULL);
6146
6147         mmap_read_unlock(mc.mm);
6148         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6149 }
6150
6151 static void mem_cgroup_move_task(void)
6152 {
6153         if (mc.to) {
6154                 mem_cgroup_move_charge();
6155                 mem_cgroup_clear_mc();
6156         }
6157 }
6158 #else   /* !CONFIG_MMU */
6159 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6160 {
6161         return 0;
6162 }
6163 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6164 {
6165 }
6166 static void mem_cgroup_move_task(void)
6167 {
6168 }
6169 #endif
6170
6171 /*
6172  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6173  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6174  * attempt.
6175  */
6176 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6177 {
6178         /*
6179          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6180          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6181          * on for the root memcg is enough.
6182          */
6183         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6184                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6185         else
6186                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6187 }
6188
6189 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6190 {
6191         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6192                 seq_puts(m, "max\n");
6193         else
6194                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6195
6196         return 0;
6197 }
6198
6199 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6200                                struct cftype *cft)
6201 {
6202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6203
6204         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6205 }
6206
6207 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6208 {
6209         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6210                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6211 }
6212
6213 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6214                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6215 {
6216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6217         unsigned long min;
6218         int err;
6219
6220         buf = strstrip(buf);
6221         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6222         if (err)
6223                 return err;
6224
6225         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6226
6227         return nbytes;
6228 }
6229
6230 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6231 {
6232         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6233                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6234 }
6235
6236 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6237                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6238 {
6239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6240         unsigned long low;
6241         int err;
6242
6243         buf = strstrip(buf);
6244         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6245         if (err)
6246                 return err;
6247
6248         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6249
6250         return nbytes;
6251 }
6252
6253 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6254 {
6255         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6256                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6257 }
6258
6259 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6260                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6261 {
6262         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6263         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6264         bool drained = false;
6265         unsigned long high;
6266         int err;
6267
6268         buf = strstrip(buf);
6269         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6270         if (err)
6271                 return err;
6272
6273         for (;;) {
6274                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6275                 unsigned long reclaimed;
6276
6277                 if (nr_pages <= high)
6278                         break;
6279
6280                 if (signal_pending(current))
6281                         break;
6282
6283                 if (!drained) {
6284                         drain_all_stock(memcg);
6285                         drained = true;
6286                         continue;
6287                 }
6288
6289                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6290                                                          GFP_KERNEL, true);
6291
6292                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6293                         break;
6294         }
6295
6296         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6297
6298         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6299
6300         return nbytes;
6301 }
6302
6303 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6304 {
6305         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6306                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6307 }
6308
6309 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6310                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6313         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6314         bool drained = false;
6315         unsigned long max;
6316         int err;
6317
6318         buf = strstrip(buf);
6319         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6320         if (err)
6321                 return err;
6322
6323         xchg(&memcg->memory.max, max);
6324
6325         for (;;) {
6326                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6327
6328                 if (nr_pages <= max)
6329                         break;
6330
6331                 if (signal_pending(current))
6332                         break;
6333
6334                 if (!drained) {
6335                         drain_all_stock(memcg);
6336                         drained = true;
6337                         continue;
6338                 }
6339
6340                 if (nr_reclaims) {
6341                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6342                                                           GFP_KERNEL, true))
6343                                 nr_reclaims--;
6344                         continue;
6345                 }
6346
6347                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6348                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6349                         break;
6350         }
6351
6352         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6353         return nbytes;
6354 }
6355
6356 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6357 {
6358         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6359         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6360         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6361         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6362         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6363                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6364 }
6365
6366 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6367 {
6368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6369
6370         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6371         return 0;
6372 }
6373
6374 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6375 {
6376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6377
6378         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6379         return 0;
6380 }
6381
6382 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6383 {
6384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6385         char *buf;
6386
6387         buf = memory_stat_format(memcg);
6388         if (!buf)
6389                 return -ENOMEM;
6390         seq_puts(m, buf);
6391         kfree(buf);
6392         return 0;
6393 }
6394
6395 #ifdef CONFIG_NUMA
6396 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6397 {
6398         int i;
6399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6400
6401         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6402                 int nid;
6403
6404                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6405                         continue;
6406
6407                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6408                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6409                         u64 size;
6410                         struct lruvec *lruvec;
6411
6412                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6413                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6414                         size *= memory_stats[i].ratio;
6415                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6416                 }
6417                 seq_putc(m, '\n');
6418         }
6419
6420         return 0;
6421 }
6422 #endif
6423
6424 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6425 {
6426         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6427
6428         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6429
6430         return 0;
6431 }
6432
6433 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6434                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6435 {
6436         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6437         int ret, oom_group;
6438
6439         buf = strstrip(buf);
6440         if (!buf)
6441                 return -EINVAL;
6442
6443         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6444         if (ret)
6445                 return ret;
6446
6447         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6448                 return -EINVAL;
6449
6450         memcg->oom_group = oom_group;
6451
6452         return nbytes;
6453 }
6454
6455 static struct cftype memory_files[] = {
6456         {
6457                 .name = "current",
6458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6459                 .read_u64 = memory_current_read,
6460         },
6461         {
6462                 .name = "min",
6463                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6464                 .seq_show = memory_min_show,
6465                 .write = memory_min_write,
6466         },
6467         {
6468                 .name = "low",
6469                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6470                 .seq_show = memory_low_show,
6471                 .write = memory_low_write,
6472         },
6473         {
6474                 .name = "high",
6475                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6476                 .seq_show = memory_high_show,
6477                 .write = memory_high_write,
6478         },
6479         {
6480                 .name = "max",
6481                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6482                 .seq_show = memory_max_show,
6483                 .write = memory_max_write,
6484         },
6485         {
6486                 .name = "events",
6487                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6488                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6489                 .seq_show = memory_events_show,
6490         },
6491         {
6492                 .name = "events.local",
6493                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6494                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6495                 .seq_show = memory_events_local_show,
6496         },
6497         {
6498                 .name = "stat",
6499                 .seq_show = memory_stat_show,
6500         },
6501 #ifdef CONFIG_NUMA
6502         {
6503                 .name = "numa_stat",
6504                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6505         },
6506 #endif
6507         {
6508                 .name = "oom.group",
6509                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6510                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6511                 .write = memory_oom_group_write,
6512         },
6513         { }     /* terminate */
6514 };
6515
6516 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6517         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6518         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6519         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6520         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6521         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6522         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6523         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6524         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6525         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6526         .bind = mem_cgroup_bind,
6527         .dfl_cftypes = memory_files,
6528         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6529         .early_init = 0,
6530 };
6531
6532 /*
6533  * This function calculates an individual cgroup's effective
6534  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6535  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6536  * distribution in the tree.
6537  *
6538  * The following rules apply to the effective protection values:
6539  *
6540  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6541  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6542  *
6543  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6544  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6545  *    parent's effective protection.
6546  *
6547  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6548  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6549  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6550  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6551  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6552  *
6553  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6554  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6555  *    the unused remainder is available to its siblings.
6556  *
6557  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6558  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6559  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6560  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6561  *
6562  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6563  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6564  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6565  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6566  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6567  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6568  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6569  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6570  *
6571  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6572  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6573  * neighboring subtrees.
6574  */
6575 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6576                                           unsigned long parent_usage,
6577                                           unsigned long setting,
6578                                           unsigned long parent_effective,
6579                                           unsigned long siblings_protected)
6580 {
6581         unsigned long protected;
6582         unsigned long ep;
6583
6584         protected = min(usage, setting);
6585         /*
6586          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6587          * protection then what the parent affords them, distribute
6588          * shares in proportion to utilization.
6589          *
6590          * We are using actual utilization rather than the statically
6591          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6592          * but unused protection is available to siblings that would
6593          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6594          */
6595         if (siblings_protected > parent_effective)
6596                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6597
6598         /*
6599          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6600          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6601          * and utilizes is effectively protected.
6602          *
6603          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6604          * will apply pressure in proportion to that amount.
6605          *
6606          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6607          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6608          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6609          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6610          * protection is always dependent on how memory is actually
6611          * consumed among the siblings anyway.
6612          */
6613         ep = protected;
6614
6615         /*
6616          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6617          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6618          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6619          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6620          * other compete freely over the allowance, but they are
6621          * collectively protected from neighboring trees.
6622          *
6623          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6624          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6625          * the same bytes twice.
6626          *
6627          * Check both usage and parent_usage against the respective
6628          * protected values. One should imply the other, but they
6629          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6630          */
6631         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6632                 return ep;
6633         if (parent_effective > siblings_protected &&
6634             parent_usage > siblings_protected &&
6635             usage > protected) {
6636                 unsigned long unclaimed;
6637
6638                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6639                 unclaimed *= usage - protected;
6640                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6641
6642                 ep += unclaimed;
6643         }
6644
6645         return ep;
6646 }
6647
6648 /**
6649  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6650  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6651  * @memcg: the memory cgroup to check
6652  *
6653  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6654  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6655  */
6656 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6657                                      struct mem_cgroup *memcg)
6658 {
6659         unsigned long usage, parent_usage;
6660         struct mem_cgroup *parent;
6661
6662         if (mem_cgroup_disabled())
6663                 return;
6664
6665         if (!root)
6666                 root = root_mem_cgroup;
6667
6668         /*
6669          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6670          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6671          * details.
6672          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6673          * that special casing.
6674          */
6675         if (memcg == root)
6676                 return;
6677
6678         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6679         if (!usage)
6680                 return;
6681
6682         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6683         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6684         if (!parent)
6685                 return;
6686
6687         if (parent == root) {
6688                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6689                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6690                 return;
6691         }
6692
6693         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6694
6695         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6696                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6697                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6698                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6699
6700         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6701                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6702                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6703                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6704 }
6705
6706 /**
6707  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6708  * @page: page to charge
6709  * @mm: mm context of the victim
6710  * @gfp_mask: reclaim mode
6711  *
6712  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6713  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6714  *
6715  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6716  */
6717 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6718 {
6719         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6720         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6721         int ret = 0;
6722
6723         if (mem_cgroup_disabled())
6724                 goto out;
6725
6726         if (PageSwapCache(page)) {
6727                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6728                 unsigned short id;
6729
6730                 /*
6731                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6732                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6733                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6734                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6735                  * in turn serializes uncharging.
6736                  */
6737                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6738                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6739                         goto out;
6740
6741                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6742                 rcu_read_lock();
6743                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6744                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6745                         memcg = NULL;
6746                 rcu_read_unlock();
6747         }
6748
6749         if (!memcg)
6750                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6751
6752         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6753         if (ret)
6754                 goto out_put;
6755
6756         css_get(&memcg->css);
6757         commit_charge(page, memcg);
6758
6759         local_irq_disable();
6760         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6761         memcg_check_events(memcg, page);
6762         local_irq_enable();
6763
6764         if (PageSwapCache(page)) {
6765                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6766                 /*
6767                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6768                  * let's not wait for it.  The page already received a
6769                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6770                  */
6771                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6772         }
6773
6774 out_put:
6775         css_put(&memcg->css);
6776 out:
6777         return ret;
6778 }
6779
6780 struct uncharge_gather {
6781         struct mem_cgroup *memcg;
6782         unsigned long nr_pages;
6783         unsigned long pgpgout;
6784         unsigned long nr_kmem;
6785         struct page *dummy_page;
6786 };
6787
6788 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6789 {
6790         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6791 }
6792
6793 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6794 {
6795         unsigned long flags;
6796
6797         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6798                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6799                 if (do_memsw_account())
6800                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6801                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6802                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6803                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6804         }
6805
6806         local_irq_save(flags);
6807         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6808         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6809         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6810         local_irq_restore(flags);
6811
6812         /* drop reference from uncharge_page */
6813         css_put(&ug->memcg->css);
6814 }
6815
6816 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6817 {
6818         unsigned long nr_pages;
6819
6820         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6821
6822         if (!page->mem_cgroup)
6823                 return;
6824
6825         /*
6826          * Nobody should be changing or seriously looking at
6827          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6828          * exclusive access to the page.
6829          */
6830
6831         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6832                 if (ug->memcg) {
6833                         uncharge_batch(ug);
6834                         uncharge_gather_clear(ug);
6835                 }
6836                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6837
6838                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6839                 css_get(&ug->memcg->css);
6840         }
6841
6842         nr_pages = compound_nr(page);
6843         ug->nr_pages += nr_pages;
6844
6845         if (!PageKmemcg(page)) {
6846                 ug->pgpgout++;
6847         } else {
6848                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6849                 __ClearPageKmemcg(page);
6850         }
6851
6852         ug->dummy_page = page;
6853         page->mem_cgroup = NULL;
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->mem_cgroup)
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 (newpage->mem_cgroup)
6947                 return;
6948
6949         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6950         memcg = oldpage->mem_cgroup;
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 (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7143                 return;
7144
7145         memcg = page->mem_cgroup;
7146
7147         /* Readahead page, never charged */
7148         if (!memcg)
7149                 return;
7150
7151         /*
7152          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7153          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7154          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7155          */
7156         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7157         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7158         /* Get references for the tail pages, too */
7159         if (nr_entries > 1)
7160                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7161         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7162                                    nr_entries);
7163         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7164         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7165
7166         page->mem_cgroup = NULL;
7167
7168         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7169                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7170
7171         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7172                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7173                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7174                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7175         }
7176
7177         /*
7178          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7179          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7180          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7181          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7182          */
7183         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7184         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7185         memcg_check_events(memcg, page);
7186
7187         css_put(&memcg->css);
7188 }
7189
7190 /**
7191  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7192  * @page: page being added to swap
7193  * @entry: swap entry to charge
7194  *
7195  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7196  *
7197  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7198  */
7199 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7200 {
7201         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7202         struct page_counter *counter;
7203         struct mem_cgroup *memcg;
7204         unsigned short oldid;
7205
7206         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7207                 return 0;
7208
7209         memcg = page->mem_cgroup;
7210
7211         /* Readahead page, never charged */
7212         if (!memcg)
7213                 return 0;
7214
7215         if (!entry.val) {
7216                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7217                 return 0;
7218         }
7219
7220         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7221
7222         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7223             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7224                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7225                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7226                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7227                 return -ENOMEM;
7228         }
7229
7230         /* Get references for the tail pages, too */
7231         if (nr_pages > 1)
7232                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7233         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7234         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7235         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7236
7237         return 0;
7238 }
7239
7240 /**
7241  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7242  * @entry: swap entry to uncharge
7243  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7244  */
7245 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7246 {
7247         struct mem_cgroup *memcg;
7248         unsigned short id;
7249
7250         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7251         rcu_read_lock();
7252         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7253         if (memcg) {
7254                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7255                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7256                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7257                         else
7258                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7259                 }
7260                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7261                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7262         }
7263         rcu_read_unlock();
7264 }
7265
7266 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7267 {
7268         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7269
7270         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7271                 return nr_swap_pages;
7272         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7273                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7274                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7275                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7276         return nr_swap_pages;
7277 }
7278
7279 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7280 {
7281         struct mem_cgroup *memcg;
7282
7283         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7284
7285         if (vm_swap_full())
7286                 return true;
7287         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7288                 return false;
7289
7290         memcg = page->mem_cgroup;
7291         if (!memcg)
7292                 return false;
7293
7294         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7295                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7296
7297                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7298                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7299                         return true;
7300         }
7301
7302         return false;
7303 }
7304
7305 static int __init setup_swap_account(char *s)
7306 {
7307         if (!strcmp(s, "1"))
7308                 cgroup_memory_noswap = 0;
7309         else if (!strcmp(s, "0"))
7310                 cgroup_memory_noswap = 1;
7311         return 1;
7312 }
7313 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7314
7315 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7316                              struct cftype *cft)
7317 {
7318         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7319
7320         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7321 }
7322
7323 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7324 {
7325         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7326                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7327 }
7328
7329 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7330                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7331 {
7332         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7333         unsigned long high;
7334         int err;
7335
7336         buf = strstrip(buf);
7337         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7338         if (err)
7339                 return err;
7340
7341         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7342
7343         return nbytes;
7344 }
7345
7346 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7347 {
7348         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7349                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7350 }
7351
7352 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7353                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7354 {
7355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7356         unsigned long max;
7357         int err;
7358
7359         buf = strstrip(buf);
7360         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7361         if (err)
7362                 return err;
7363
7364         xchg(&memcg->swap.max, max);
7365
7366         return nbytes;
7367 }
7368
7369 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7370 {
7371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7372
7373         seq_printf(m, "high %lu\n",
7374                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7375         seq_printf(m, "max %lu\n",
7376                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7377         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7378                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7379
7380         return 0;
7381 }
7382
7383 static struct cftype swap_files[] = {
7384         {
7385                 .name = "swap.current",
7386                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7387                 .read_u64 = swap_current_read,
7388         },
7389         {
7390                 .name = "swap.high",
7391                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7392                 .seq_show = swap_high_show,
7393                 .write = swap_high_write,
7394         },
7395         {
7396                 .name = "swap.max",
7397                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7398                 .seq_show = swap_max_show,
7399                 .write = swap_max_write,
7400         },
7401         {
7402                 .name = "swap.events",
7403                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7404                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7405                 .seq_show = swap_events_show,
7406         },
7407         { }     /* terminate */
7408 };
7409
7410 static struct cftype memsw_files[] = {
7411         {
7412                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7413                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7414                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7415         },
7416         {
7417                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7418                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7419                 .write = mem_cgroup_reset,
7420                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7421         },
7422         {
7423                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7424                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7425                 .write = mem_cgroup_write,
7426                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7427         },
7428         {
7429                 .name = "memsw.failcnt",
7430                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7431                 .write = mem_cgroup_reset,
7432                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7433         },
7434         { },    /* terminate */
7435 };
7436
7437 /*
7438  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7439  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7440  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7441  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7442  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7443  */
7444 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7445 {
7446         /* No memory control -> no swap control */
7447         if (mem_cgroup_disabled())
7448                 cgroup_memory_noswap = true;
7449
7450         if (cgroup_memory_noswap)
7451                 return 0;
7452
7453         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7454         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7455
7456         return 0;
7457 }
7458 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7459
7460 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */