tools headers UAPI: Sync openat2.h with the kernel sources
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
259                                unsigned int nr_pages);
260 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
261                                   unsigned int nr_pages);
262
263 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
264 {
265         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
266         struct mem_cgroup *memcg;
267         unsigned int nr_bytes;
268         unsigned int nr_pages;
269         unsigned long flags;
270
271         /*
272          * At this point all allocated objects are freed, and
273          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
274          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
275          *
276          * The following sequence can lead to it:
277          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
278          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
279          *          PAGE_SIZE bytes are charged
280          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
281          *          the stock if flushed,
282          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
283          * 5) CPU0: we do release this object,
284          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
285          * 6) CPU0: stock is flushed,
286          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
287          *
288          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
289          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
290          */
291         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
292         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
293         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
294
295         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
296         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
297         if (nr_pages)
298                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
299         list_del(&objcg->list);
300         mem_cgroup_put(memcg);
301         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
302
303         percpu_ref_exit(ref);
304         kfree_rcu(objcg, rcu);
305 }
306
307 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
308 {
309         struct obj_cgroup *objcg;
310         int ret;
311
312         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
313         if (!objcg)
314                 return NULL;
315
316         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
317                               GFP_KERNEL);
318         if (ret) {
319                 kfree(objcg);
320                 return NULL;
321         }
322         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
323         return objcg;
324 }
325
326 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
327                                   struct mem_cgroup *parent)
328 {
329         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
330
331         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
332
333         spin_lock_irq(&css_set_lock);
334
335         /* Move active objcg to the parent's list */
336         xchg(&objcg->memcg, parent);
337         css_get(&parent->css);
338         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
339
340         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
341         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
342                 css_get(&parent->css);
343                 xchg(&iter->memcg, parent);
344                 css_put(&memcg->css);
345         }
346         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
347
348         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
349
350         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
351 }
352
353 /*
354  * This will be used as a shrinker list's index.
355  * The main reason for not using cgroup id for this:
356  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
357  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
358  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
359  *  200 entry array for that.
360  *
361  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
362  * will double each time we have to increase it.
363  */
364 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
365 int memcg_nr_cache_ids;
366
367 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
368 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
369
370 void memcg_get_cache_ids(void)
371 {
372         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 void memcg_put_cache_ids(void)
376 {
377         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
378 }
379
380 /*
381  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
382  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
383  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
384  * tunable, but that is strictly not necessary.
385  *
386  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
387  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
388  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
389  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
390  * increase ours as well if it increases.
391  */
392 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
393 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
394
395 /*
396  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
397  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
398  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
399  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
400  */
401 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
402 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
403 #endif
404
405 static int memcg_shrinker_map_size;
406 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
407
408 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
409 {
410         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
411 }
412
413 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
414                                          int size, int old_size)
415 {
416         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
417         int nid;
418
419         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
420
421         for_each_node(nid) {
422                 old = rcu_dereference_protected(
423                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
424                 /* Not yet online memcg */
425                 if (!old)
426                         return 0;
427
428                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
429                 if (!new)
430                         return -ENOMEM;
431
432                 /* Set all old bits, clear all new bits */
433                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
434                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
435
436                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
437                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
438         }
439
440         return 0;
441 }
442
443 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
444 {
445         struct mem_cgroup_per_node *pn;
446         struct memcg_shrinker_map *map;
447         int nid;
448
449         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
450                 return;
451
452         for_each_node(nid) {
453                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
454                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
455                 kvfree(map);
456                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
457         }
458 }
459
460 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         struct memcg_shrinker_map *map;
463         int nid, size, ret = 0;
464
465         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
466                 return 0;
467
468         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
469         size = memcg_shrinker_map_size;
470         for_each_node(nid) {
471                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
472                 if (!map) {
473                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
474                         ret = -ENOMEM;
475                         break;
476                 }
477                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
478         }
479         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
480
481         return ret;
482 }
483
484 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
485 {
486         int size, old_size, ret = 0;
487         struct mem_cgroup *memcg;
488
489         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
490         old_size = memcg_shrinker_map_size;
491         if (size <= old_size)
492                 return 0;
493
494         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
495         if (!root_mem_cgroup)
496                 goto unlock;
497
498         for_each_mem_cgroup(memcg) {
499                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
500                         continue;
501                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
502                 if (ret) {
503                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
504                         goto unlock;
505                 }
506         }
507 unlock:
508         if (!ret)
509                 memcg_shrinker_map_size = size;
510         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
511         return ret;
512 }
513
514 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
515 {
516         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
517                 struct memcg_shrinker_map *map;
518
519                 rcu_read_lock();
520                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
521                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
522                 smp_mb__before_atomic();
523                 set_bit(shrinker_id, map->map);
524                 rcu_read_unlock();
525         }
526 }
527
528 /**
529  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
530  * @page: page of interest
531  *
532  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
533  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
534  * until it is released.
535  *
536  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
537  * is returned.
538  */
539 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
540 {
541         struct mem_cgroup *memcg;
542
543         memcg = page_memcg(page);
544
545         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
546                 memcg = root_mem_cgroup;
547
548         return &memcg->css;
549 }
550
551 /**
552  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
553  * @page: the page
554  *
555  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
556  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
557  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
558  *
559  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
560  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
561  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
562  * do not care (such as procfs interfaces).
563  */
564 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
565 {
566         struct mem_cgroup *memcg;
567         unsigned long ino = 0;
568
569         rcu_read_lock();
570         memcg = page_memcg_check(page);
571
572         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
573                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
574         if (memcg)
575                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
576         rcu_read_unlock();
577         return ino;
578 }
579
580 static struct mem_cgroup_per_node *
581 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
582 {
583         int nid = page_to_nid(page);
584
585         return memcg->nodeinfo[nid];
586 }
587
588 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
589 soft_limit_tree_node(int nid)
590 {
591         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
592 }
593
594 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
595 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
596 {
597         int nid = page_to_nid(page);
598
599         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
600 }
601
602 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
603                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
604                                          unsigned long new_usage_in_excess)
605 {
606         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
607         struct rb_node *parent = NULL;
608         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
609         bool rightmost = true;
610
611         if (mz->on_tree)
612                 return;
613
614         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
615         if (!mz->usage_in_excess)
616                 return;
617         while (*p) {
618                 parent = *p;
619                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
620                                         tree_node);
621                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
622                         p = &(*p)->rb_left;
623                         rightmost = false;
624                 } else {
625                         p = &(*p)->rb_right;
626                 }
627         }
628
629         if (rightmost)
630                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
631
632         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
633         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
634         mz->on_tree = true;
635 }
636
637 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
638                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
639 {
640         if (!mz->on_tree)
641                 return;
642
643         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
644                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
645
646         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
647         mz->on_tree = false;
648 }
649
650 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
651                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
652 {
653         unsigned long flags;
654
655         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
656         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
657         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
658 }
659
660 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
661 {
662         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
663         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
664         unsigned long excess = 0;
665
666         if (nr_pages > soft_limit)
667                 excess = nr_pages - soft_limit;
668
669         return excess;
670 }
671
672 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
673 {
674         unsigned long excess;
675         struct mem_cgroup_per_node *mz;
676         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
677
678         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
679         if (!mctz)
680                 return;
681         /*
682          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
683          * because their event counter is not touched.
684          */
685         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
686                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
687                 excess = soft_limit_excess(memcg);
688                 /*
689                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
690                  * mem is over its softlimit.
691                  */
692                 if (excess || mz->on_tree) {
693                         unsigned long flags;
694
695                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
696                         /* if on-tree, remove it */
697                         if (mz->on_tree)
698                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
699                         /*
700                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
701                          * If excess is 0, no tree ops.
702                          */
703                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
704                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
705                 }
706         }
707 }
708
709 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
710 {
711         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
712         struct mem_cgroup_per_node *mz;
713         int nid;
714
715         for_each_node(nid) {
716                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
717                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
718                 if (mctz)
719                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
720         }
721 }
722
723 static struct mem_cgroup_per_node *
724 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
725 {
726         struct mem_cgroup_per_node *mz;
727
728 retry:
729         mz = NULL;
730         if (!mctz->rb_rightmost)
731                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
732
733         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
734                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
735         /*
736          * Remove the node now but someone else can add it back,
737          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
738          * position in the tree.
739          */
740         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
741         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
742             !css_tryget(&mz->memcg->css))
743                 goto retry;
744 done:
745         return mz;
746 }
747
748 static struct mem_cgroup_per_node *
749 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
750 {
751         struct mem_cgroup_per_node *mz;
752
753         spin_lock_irq(&mctz->lock);
754         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
755         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
756         return mz;
757 }
758
759 /**
760  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
761  * @memcg: the memory cgroup
762  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
763  * @val: delta to add to the counter, can be negative
764  */
765 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
766 {
767         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
768
769         if (mem_cgroup_disabled())
770                 return;
771
772         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
773                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
774
775         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
776         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
777                 struct mem_cgroup *mi;
778
779                 /*
780                  * Batch local counters to keep them in sync with
781                  * the hierarchical ones.
782                  */
783                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
784                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
785                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
786                 x = 0;
787         }
788         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
789 }
790
791 static struct mem_cgroup_per_node *
792 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
793 {
794         struct mem_cgroup *parent;
795
796         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
797         if (!parent)
798                 return NULL;
799         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
800 }
801
802 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
803                               int val)
804 {
805         struct mem_cgroup_per_node *pn;
806         struct mem_cgroup *memcg;
807         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
808
809         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
810         memcg = pn->memcg;
811
812         /* Update memcg */
813         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
814
815         /* Update lruvec */
816         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
817
818         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
819                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
820
821         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
822         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
823                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
824                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
825
826                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
827                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
828                 x = 0;
829         }
830         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
831 }
832
833 /**
834  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
835  * @lruvec: the lruvec
836  * @idx: the stat item
837  * @val: delta to add to the counter, can be negative
838  *
839  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
840  * function updates the all three counters that are affected by a
841  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
842  */
843 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
844                         int val)
845 {
846         /* Update node */
847         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
848
849         /* Update memcg and lruvec */
850         if (!mem_cgroup_disabled())
851                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
852 }
853
854 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
855                              int val)
856 {
857         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
858         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
859         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
860         struct lruvec *lruvec;
861
862         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
863         if (!memcg) {
864                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
865                 return;
866         }
867
868         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
869         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
870 }
871 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
872
873 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
874 {
875         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
876         struct mem_cgroup *memcg;
877         struct lruvec *lruvec;
878
879         rcu_read_lock();
880         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
881
882         /*
883          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
884          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
885          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
886          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
887          */
888         if (!memcg) {
889                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
890         } else {
891                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
892                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
893         }
894         rcu_read_unlock();
895 }
896
897 /**
898  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
899  * @memcg: the memory cgroup
900  * @idx: the event item
901  * @count: the number of events that occured
902  */
903 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
904                           unsigned long count)
905 {
906         unsigned long x;
907
908         if (mem_cgroup_disabled())
909                 return;
910
911         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
912         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
913                 struct mem_cgroup *mi;
914
915                 /*
916                  * Batch local counters to keep them in sync with
917                  * the hierarchical ones.
918                  */
919                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
920                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
921                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
922                 x = 0;
923         }
924         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
925 }
926
927 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
928 {
929         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
930 }
931
932 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
933 {
934         long x = 0;
935         int cpu;
936
937         for_each_possible_cpu(cpu)
938                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
939         return x;
940 }
941
942 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
943                                          struct page *page,
944                                          int nr_pages)
945 {
946         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
947         if (nr_pages > 0)
948                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
949         else {
950                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
951                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
952         }
953
954         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
955 }
956
957 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
958                                        enum mem_cgroup_events_target target)
959 {
960         unsigned long val, next;
961
962         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
963         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
964         /* from time_after() in jiffies.h */
965         if ((long)(next - val) < 0) {
966                 switch (target) {
967                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
968                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
969                         break;
970                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
971                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
972                         break;
973                 default:
974                         break;
975                 }
976                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
977                 return true;
978         }
979         return false;
980 }
981
982 /*
983  * Check events in order.
984  *
985  */
986 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
987 {
988         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
989         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
991                 bool do_softlimit;
992
993                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
994                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
995                 mem_cgroup_threshold(memcg);
996                 if (unlikely(do_softlimit))
997                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
998         }
999 }
1000
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1002 {
1003         /*
1004          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1005          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1006          * So this can be called with p == NULL.
1007          */
1008         if (unlikely(!p))
1009                 return NULL;
1010
1011         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1014
1015 /**
1016  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1017  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1018  *
1019  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1020  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1021  * returned.
1022  */
1023 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1024 {
1025         struct mem_cgroup *memcg;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return NULL;
1029
1030         rcu_read_lock();
1031         do {
1032                 /*
1033                  * Page cache insertions can happen withou an
1034                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1035                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1036                  */
1037                 if (unlikely(!mm))
1038                         memcg = root_mem_cgroup;
1039                 else {
1040                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1041                         if (unlikely(!memcg))
1042                                 memcg = root_mem_cgroup;
1043                 }
1044         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1045         rcu_read_unlock();
1046         return memcg;
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1049
1050 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1051 {
1052         if (in_interrupt())
1053                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1054         else
1055                 return current->active_memcg;
1056 }
1057
1058 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1059 {
1060         struct mem_cgroup *memcg;
1061
1062         rcu_read_lock();
1063         memcg = active_memcg();
1064         /* remote memcg must hold a ref. */
1065         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         rcu_read_unlock();
1068
1069         return memcg;
1070 }
1071
1072 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1073 {
1074         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1075         if (unlikely(active_memcg()))
1076                 return false;
1077
1078         /* Memcg to charge can't be determined. */
1079         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1080                 return true;
1081
1082         return false;
1083 }
1084
1085 /**
1086  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1087  */
1088 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1089 {
1090         if (memcg_kmem_bypass())
1091                 return NULL;
1092
1093         if (unlikely(active_memcg()))
1094                 return get_active_memcg();
1095
1096         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1097 }
1098
1099 /**
1100  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1101  * @root: hierarchy root
1102  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1103  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1104  *
1105  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1106  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1107  *
1108  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1109  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1110  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1111  *
1112  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1113  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1114  * same node.
1115  */
1116 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1117                                    struct mem_cgroup *prev,
1118                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1119 {
1120         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1121         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1122         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1123         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1124
1125         if (mem_cgroup_disabled())
1126                 return NULL;
1127
1128         if (!root)
1129                 root = root_mem_cgroup;
1130
1131         if (prev && !reclaim)
1132                 pos = prev;
1133
1134         rcu_read_lock();
1135
1136         if (reclaim) {
1137                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1138
1139                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1140                 iter = &mz->iter;
1141
1142                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1143                         goto out_unlock;
1144
1145                 while (1) {
1146                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1147                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1148                                 break;
1149                         /*
1150                          * css reference reached zero, so iter->position will
1151                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1152                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1153                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1154                          * might block it. So we clear iter->position right
1155                          * away.
1156                          */
1157                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1158                 }
1159         }
1160
1161         if (pos)
1162                 css = &pos->css;
1163
1164         for (;;) {
1165                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1166                 if (!css) {
1167                         /*
1168                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1169                          * new one might jump in right at the end of
1170                          * the hierarchy - make sure they see at least
1171                          * one group and restart from the beginning.
1172                          */
1173                         if (!prev)
1174                                 continue;
1175                         break;
1176                 }
1177
1178                 /*
1179                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1180                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1181                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1182                  */
1183                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1184
1185                 if (css == &root->css)
1186                         break;
1187
1188                 if (css_tryget(css))
1189                         break;
1190
1191                 memcg = NULL;
1192         }
1193
1194         if (reclaim) {
1195                 /*
1196                  * The position could have already been updated by a competing
1197                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1198                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1199                  */
1200                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1201
1202                 if (pos)
1203                         css_put(&pos->css);
1204
1205                 if (!memcg)
1206                         iter->generation++;
1207                 else if (!prev)
1208                         reclaim->generation = iter->generation;
1209         }
1210
1211 out_unlock:
1212         rcu_read_unlock();
1213         if (prev && prev != root)
1214                 css_put(&prev->css);
1215
1216         return memcg;
1217 }
1218
1219 /**
1220  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1221  * @root: hierarchy root
1222  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1223  */
1224 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1225                            struct mem_cgroup *prev)
1226 {
1227         if (!root)
1228                 root = root_mem_cgroup;
1229         if (prev && prev != root)
1230                 css_put(&prev->css);
1231 }
1232
1233 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1234                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1235 {
1236         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1237         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1238         int nid;
1239
1240         for_each_node(nid) {
1241                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1242                 iter = &mz->iter;
1243                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1244         }
1245 }
1246
1247 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1248 {
1249         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1250         struct mem_cgroup *last;
1251
1252         do {
1253                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1254                 last = memcg;
1255         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1256
1257         /*
1258          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1259          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1260          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1261          * dead_memcg from cgroup root separately.
1262          */
1263         if (last != root_mem_cgroup)
1264                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1265                                                 dead_memcg);
1266 }
1267
1268 /**
1269  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1270  * @memcg: hierarchy root
1271  * @fn: function to call for each task
1272  * @arg: argument passed to @fn
1273  *
1274  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1275  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1276  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1277  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1278  *
1279  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1280  */
1281 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1282                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1283 {
1284         struct mem_cgroup *iter;
1285         int ret = 0;
1286
1287         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1288
1289         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1290                 struct css_task_iter it;
1291                 struct task_struct *task;
1292
1293                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1294                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1295                         ret = fn(task, arg);
1296                 css_task_iter_end(&it);
1297                 if (ret) {
1298                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1299                         break;
1300                 }
1301         }
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1306 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1307 {
1308         struct mem_cgroup *memcg;
1309
1310         if (mem_cgroup_disabled())
1311                 return;
1312
1313         memcg = page_memcg(page);
1314
1315         if (!memcg)
1316                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1317         else
1318                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1319 }
1320 #endif
1321
1322 /**
1323  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1324  * @page: the page
1325  *
1326  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1327  * - page locked
1328  * - PageLRU cleared
1329  * - lock_page_memcg()
1330  * - page->_refcount is zero
1331  */
1332 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1333 {
1334         struct lruvec *lruvec;
1335         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1336
1337         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1338         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1339
1340         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1341
1342         return lruvec;
1343 }
1344
1345 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1346 {
1347         struct lruvec *lruvec;
1348         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1349
1350         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1351         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1352
1353         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1354
1355         return lruvec;
1356 }
1357
1358 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1359 {
1360         struct lruvec *lruvec;
1361         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1362
1363         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1364         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1365
1366         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1367
1368         return lruvec;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1373  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1374  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1375  * @zid: zone id of the accounted pages
1376  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1377  *
1378  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1379  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1380  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1381  */
1382 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1383                                 int zid, int nr_pages)
1384 {
1385         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1386         unsigned long *lru_size;
1387         long size;
1388
1389         if (mem_cgroup_disabled())
1390                 return;
1391
1392         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1393         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1394
1395         if (nr_pages < 0)
1396                 *lru_size += nr_pages;
1397
1398         size = *lru_size;
1399         if (WARN_ONCE(size < 0,
1400                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1401                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1402                 VM_BUG_ON(1);
1403                 *lru_size = 0;
1404         }
1405
1406         if (nr_pages > 0)
1407                 *lru_size += nr_pages;
1408 }
1409
1410 /**
1411  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1412  * @memcg: the memory cgroup
1413  *
1414  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1415  * pages.
1416  */
1417 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         unsigned long margin = 0;
1420         unsigned long count;
1421         unsigned long limit;
1422
1423         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1424         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1425         if (count < limit)
1426                 margin = limit - count;
1427
1428         if (do_memsw_account()) {
1429                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1430                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1431                 if (count < limit)
1432                         margin = min(margin, limit - count);
1433                 else
1434                         margin = 0;
1435         }
1436
1437         return margin;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1442  *
1443  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1444  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1445  * caused by "move".
1446  */
1447 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1448 {
1449         struct mem_cgroup *from;
1450         struct mem_cgroup *to;
1451         bool ret = false;
1452         /*
1453          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1454          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1455          */
1456         spin_lock(&mc.lock);
1457         from = mc.from;
1458         to = mc.to;
1459         if (!from)
1460                 goto unlock;
1461
1462         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1463                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1464 unlock:
1465         spin_unlock(&mc.lock);
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1472                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1473                         DEFINE_WAIT(wait);
1474                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1475                         /* moving charge context might have finished. */
1476                         if (mc.moving_task)
1477                                 schedule();
1478                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1479                         return true;
1480                 }
1481         }
1482         return false;
1483 }
1484
1485 struct memory_stat {
1486         const char *name;
1487         unsigned int idx;
1488 };
1489
1490 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1491         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1492         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1493         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1494         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1495         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1496         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1497         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1498         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1499         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1500         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1501 #ifdef CONFIG_SWAP
1502         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1503 #endif
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1506         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1507         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1508 #endif
1509         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1510         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1511         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1512         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1513         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1514         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1515         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1516
1517         /* The memory events */
1518         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1519         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1520         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1521         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1522         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1523         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1524         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1525 };
1526
1527 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1528 static int memcg_page_state_unit(int item)
1529 {
1530         switch (item) {
1531         case MEMCG_PERCPU_B:
1532         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1533         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1534         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1535         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1536         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1537         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1538         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1539         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1540         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1541                 return 1;
1542         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1543                 return SZ_1K;
1544         default:
1545                 return PAGE_SIZE;
1546         }
1547 }
1548
1549 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1550                                                     int item)
1551 {
1552         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1553 }
1554
1555 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         struct seq_buf s;
1558         int i;
1559
1560         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1561         if (!s.buffer)
1562                 return NULL;
1563
1564         /*
1565          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1566          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1567          *
1568          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1569          * 1) generic big picture -> specifics and details
1570          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1571          *
1572          * Current memory state:
1573          */
1574
1575         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1576                 u64 size;
1577
1578                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1579                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1580
1581                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1582                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1583                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1584                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1585                 }
1586         }
1587
1588         /* Accumulated memory events */
1589
1590         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1591                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1593                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1594         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1595                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1596         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1597                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1598                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1599         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1600                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1601                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1603                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1605                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1607                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1608         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1609                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1610
1611 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1613                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1614         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1615                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1616 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1617
1618         /* The above should easily fit into one page */
1619         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1620
1621         return s.buffer;
1622 }
1623
1624 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1625 /**
1626  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1627  * memory controller.
1628  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1629  * @p: Task that is going to be killed
1630  *
1631  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1632  * enabled
1633  */
1634 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1635 {
1636         rcu_read_lock();
1637
1638         if (memcg) {
1639                 pr_cont(",oom_memcg=");
1640                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1641         } else
1642                 pr_cont(",global_oom");
1643         if (p) {
1644                 pr_cont(",task_memcg=");
1645                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1646         }
1647         rcu_read_unlock();
1648 }
1649
1650 /**
1651  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1652  * memory controller.
1653  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1654  */
1655 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1656 {
1657         char *buf;
1658
1659         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1660                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1661                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1662         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1663                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1664                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1665                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1666         else {
1667                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1668                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1669                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1670                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1671                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1672                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1673         }
1674
1675         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1676         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1677         pr_cont(":");
1678         buf = memory_stat_format(memcg);
1679         if (!buf)
1680                 return;
1681         pr_info("%s", buf);
1682         kfree(buf);
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1687  */
1688 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1689 {
1690         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1691
1692         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1693                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1694                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1695                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1696         } else { /* v1 */
1697                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1698                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1699                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1700
1701                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1702                 }
1703         }
1704         return max;
1705 }
1706
1707 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         return page_counter_read(&memcg->memory);
1710 }
1711
1712 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1713                                      int order)
1714 {
1715         struct oom_control oc = {
1716                 .zonelist = NULL,
1717                 .nodemask = NULL,
1718                 .memcg = memcg,
1719                 .gfp_mask = gfp_mask,
1720                 .order = order,
1721         };
1722         bool ret = true;
1723
1724         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1725                 return true;
1726
1727         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1728                 goto unlock;
1729
1730         /*
1731          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1732          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1733          */
1734         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1735
1736 unlock:
1737         mutex_unlock(&oom_lock);
1738         return ret;
1739 }
1740
1741 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1742                                    pg_data_t *pgdat,
1743                                    gfp_t gfp_mask,
1744                                    unsigned long *total_scanned)
1745 {
1746         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1747         int total = 0;
1748         int loop = 0;
1749         unsigned long excess;
1750         unsigned long nr_scanned;
1751         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1752                 .pgdat = pgdat,
1753         };
1754
1755         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1756
1757         while (1) {
1758                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1759                 if (!victim) {
1760                         loop++;
1761                         if (loop >= 2) {
1762                                 /*
1763                                  * If we have not been able to reclaim
1764                                  * anything, it might because there are
1765                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1766                                  */
1767                                 if (!total)
1768                                         break;
1769                                 /*
1770                                  * We want to do more targeted reclaim.
1771                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1772                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1773                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1774                                  */
1775                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1776                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1777                                         break;
1778                         }
1779                         continue;
1780                 }
1781                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1782                                         pgdat, &nr_scanned);
1783                 *total_scanned += nr_scanned;
1784                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1785                         break;
1786         }
1787         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1788         return total;
1789 }
1790
1791 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1792 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1793         .name = "memcg_oom_lock",
1794 };
1795 #endif
1796
1797 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1798
1799 /*
1800  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1801  * If someone is running, return false.
1802  */
1803 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1806
1807         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1808
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1810                 if (iter->oom_lock) {
1811                         /*
1812                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1813                          * so we cannot give a lock.
1814                          */
1815                         failed = iter;
1816                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                         break;
1818                 } else
1819                         iter->oom_lock = true;
1820         }
1821
1822         if (failed) {
1823                 /*
1824                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1825                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1826                  */
1827                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1828                         if (iter == failed) {
1829                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1830                                 break;
1831                         }
1832                         iter->oom_lock = false;
1833                 }
1834         } else
1835                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1836
1837         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1838
1839         return !failed;
1840 }
1841
1842 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1843 {
1844         struct mem_cgroup *iter;
1845
1846         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1847         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1849                 iter->oom_lock = false;
1850         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1851 }
1852
1853 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         struct mem_cgroup *iter;
1856
1857         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1858         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1859                 iter->under_oom++;
1860         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1861 }
1862
1863 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1864 {
1865         struct mem_cgroup *iter;
1866
1867         /*
1868          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1869          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1870          */
1871         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1872         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1873                 if (iter->under_oom > 0)
1874                         iter->under_oom--;
1875         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1876 }
1877
1878 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1879
1880 struct oom_wait_info {
1881         struct mem_cgroup *memcg;
1882         wait_queue_entry_t      wait;
1883 };
1884
1885 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1886         unsigned mode, int sync, void *arg)
1887 {
1888         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1889         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1890         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1891
1892         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1893         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1894
1895         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1896             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1897                 return 0;
1898         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1899 }
1900
1901 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1902 {
1903         /*
1904          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1905          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1906          * this function is called as a result of userland actions
1907          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1908          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1909          * triggering notification.
1910          */
1911         if (memcg && memcg->under_oom)
1912                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1913 }
1914
1915 enum oom_status {
1916         OOM_SUCCESS,
1917         OOM_FAILED,
1918         OOM_ASYNC,
1919         OOM_SKIPPED
1920 };
1921
1922 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1923 {
1924         enum oom_status ret;
1925         bool locked;
1926
1927         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1928                 return OOM_SKIPPED;
1929
1930         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1931
1932         /*
1933          * We are in the middle of the charge context here, so we
1934          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1935          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1936          *
1937          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1938          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1939          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1940          * released.
1941          *
1942          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1943          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1944          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1945          * invoke the oom killer here.
1946          *
1947          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1948          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1949          */
1950         if (memcg->oom_kill_disable) {
1951                 if (!current->in_user_fault)
1952                         return OOM_SKIPPED;
1953                 css_get(&memcg->css);
1954                 current->memcg_in_oom = memcg;
1955                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1956                 current->memcg_oom_order = order;
1957
1958                 return OOM_ASYNC;
1959         }
1960
1961         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1962
1963         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1964
1965         if (locked)
1966                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1967
1968         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1969         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1970                 ret = OOM_SUCCESS;
1971         else
1972                 ret = OOM_FAILED;
1973
1974         if (locked)
1975                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1976
1977         return ret;
1978 }
1979
1980 /**
1981  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1982  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1983  *
1984  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1985  * handler was enabled.
1986  *
1987  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1988  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1989  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1990  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1991  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1992  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1993  *
1994  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1995  * completed, %false otherwise.
1996  */
1997 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1998 {
1999         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2000         struct oom_wait_info owait;
2001         bool locked;
2002
2003         /* OOM is global, do not handle */
2004         if (!memcg)
2005                 return false;
2006
2007         if (!handle)
2008                 goto cleanup;
2009
2010         owait.memcg = memcg;
2011         owait.wait.flags = 0;
2012         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2013         owait.wait.private = current;
2014         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2015
2016         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2017         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2018
2019         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2020
2021         if (locked)
2022                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2023
2024         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2025                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2026                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2027                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2028                                          current->memcg_oom_order);
2029         } else {
2030                 schedule();
2031                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2032                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2033         }
2034
2035         if (locked) {
2036                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2037                 /*
2038                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2039                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2040                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2041                  */
2042                 memcg_oom_recover(memcg);
2043         }
2044 cleanup:
2045         current->memcg_in_oom = NULL;
2046         css_put(&memcg->css);
2047         return true;
2048 }
2049
2050 /**
2051  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2052  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2053  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2054  *
2055  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2056  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2057  *
2058  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2059  */
2060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2061                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2062 {
2063         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2064         struct mem_cgroup *memcg;
2065
2066         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2067                 return NULL;
2068
2069         if (!oom_domain)
2070                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2071
2072         rcu_read_lock();
2073
2074         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2075         if (memcg == root_mem_cgroup)
2076                 goto out;
2077
2078         /*
2079          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2080          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2081          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2082          */
2083         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2084                 goto out;
2085
2086         /*
2087          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2088          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2089          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2090          */
2091         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2092                 if (memcg->oom_group)
2093                         oom_group = memcg;
2094
2095                 if (memcg == oom_domain)
2096                         break;
2097         }
2098
2099         if (oom_group)
2100                 css_get(&oom_group->css);
2101 out:
2102         rcu_read_unlock();
2103
2104         return oom_group;
2105 }
2106
2107 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2108 {
2109         pr_info("Tasks in ");
2110         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2111         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2112 }
2113
2114 /**
2115  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2116  * @page: the page
2117  *
2118  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2119  * another cgroup.
2120  *
2121  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2122  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2123  * when @page might get freed inside the locked section.
2124  */
2125 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2126 {
2127         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         unsigned long flags;
2130
2131         /*
2132          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2133          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2134          * because page moving starts with an RCU grace period.
2135          *
2136          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2137          * the page state that is going to change is the only thing
2138          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2139          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2140          * keep off truncation, migration and so forth.
2141          */
2142         rcu_read_lock();
2143
2144         if (mem_cgroup_disabled())
2145                 return NULL;
2146 again:
2147         memcg = page_memcg(head);
2148         if (unlikely(!memcg))
2149                 return NULL;
2150
2151 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2152         local_irq_save(flags);
2153         might_lock(&memcg->move_lock);
2154         local_irq_restore(flags);
2155 #endif
2156
2157         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2158                 return memcg;
2159
2160         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2161         if (memcg != page_memcg(head)) {
2162                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2163                 goto again;
2164         }
2165
2166         /*
2167          * When charge migration first begins, we can have locked and
2168          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2169          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2170          */
2171         memcg->move_lock_task = current;
2172         memcg->move_lock_flags = flags;
2173
2174         return memcg;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2177
2178 /**
2179  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2180  * @memcg: the memcg
2181  *
2182  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2183  */
2184 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2187                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2188
2189                 memcg->move_lock_task = NULL;
2190                 memcg->move_lock_flags = 0;
2191
2192                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2193         }
2194
2195         rcu_read_unlock();
2196 }
2197
2198 /**
2199  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2200  * @page: the page
2201  */
2202 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2203 {
2204         struct page *head = compound_head(page);
2205
2206         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2209
2210 struct memcg_stock_pcp {
2211         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2212         unsigned int nr_pages;
2213
2214 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2215         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2216         unsigned int nr_bytes;
2217 #endif
2218
2219         struct work_struct work;
2220         unsigned long flags;
2221 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2222 };
2223 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2224 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2225
2226 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2227 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2228 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2229                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2230
2231 #else
2232 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2233 {
2234 }
2235 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2236                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2237 {
2238         return false;
2239 }
2240 #endif
2241
2242 /**
2243  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2244  * @memcg: memcg to consume from.
2245  * @nr_pages: how many pages to charge.
2246  *
2247  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2248  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2249  * service an allocation will refill the stock.
2250  *
2251  * returns true if successful, false otherwise.
2252  */
2253 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2254 {
2255         struct memcg_stock_pcp *stock;
2256         unsigned long flags;
2257         bool ret = false;
2258
2259         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2260                 return ret;
2261
2262         local_irq_save(flags);
2263
2264         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2265         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2266                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2267                 ret = true;
2268         }
2269
2270         local_irq_restore(flags);
2271
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2277  */
2278 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2279 {
2280         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2281
2282         if (!old)
2283                 return;
2284
2285         if (stock->nr_pages) {
2286                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2287                 if (do_memsw_account())
2288                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2289                 stock->nr_pages = 0;
2290         }
2291
2292         css_put(&old->css);
2293         stock->cached = NULL;
2294 }
2295
2296 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2297 {
2298         struct memcg_stock_pcp *stock;
2299         unsigned long flags;
2300
2301         /*
2302          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2303          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2304          */
2305         local_irq_save(flags);
2306
2307         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2308         drain_obj_stock(stock);
2309         drain_stock(stock);
2310         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2311
2312         local_irq_restore(flags);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2317  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2318  */
2319 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2320 {
2321         struct memcg_stock_pcp *stock;
2322         unsigned long flags;
2323
2324         local_irq_save(flags);
2325
2326         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2327         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2328                 drain_stock(stock);
2329                 css_get(&memcg->css);
2330                 stock->cached = memcg;
2331         }
2332         stock->nr_pages += nr_pages;
2333
2334         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2335                 drain_stock(stock);
2336
2337         local_irq_restore(flags);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2342  * of the hierarchy under it.
2343  */
2344 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2345 {
2346         int cpu, curcpu;
2347
2348         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2349         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2350                 return;
2351         /*
2352          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2353          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2354          * as well as workers from this path always operate on the local
2355          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2356          */
2357         curcpu = get_cpu();
2358         for_each_online_cpu(cpu) {
2359                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2360                 struct mem_cgroup *memcg;
2361                 bool flush = false;
2362
2363                 rcu_read_lock();
2364                 memcg = stock->cached;
2365                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2366                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2367                         flush = true;
2368                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2369                         flush = true;
2370                 rcu_read_unlock();
2371
2372                 if (flush &&
2373                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2374                         if (cpu == curcpu)
2375                                 drain_local_stock(&stock->work);
2376                         else
2377                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2378                 }
2379         }
2380         put_cpu();
2381         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2382 }
2383
2384 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2385 {
2386         struct memcg_stock_pcp *stock;
2387         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2388
2389         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2390         drain_stock(stock);
2391
2392         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2393                 int i;
2394
2395                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2396                         int nid;
2397                         long x;
2398
2399                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2400                         if (x)
2401                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2402                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2403
2404                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2405                                 continue;
2406
2407                         for_each_node(nid) {
2408                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2409
2410                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2411                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2412                                 if (x)
2413                                         do {
2414                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2415                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2416                         }
2417                 }
2418
2419                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2420                         long x;
2421
2422                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2423                         if (x)
2424                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2425                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2426                 }
2427         }
2428
2429         return 0;
2430 }
2431
2432 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2433                                   unsigned int nr_pages,
2434                                   gfp_t gfp_mask)
2435 {
2436         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2437
2438         do {
2439                 unsigned long pflags;
2440
2441                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2442                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2443                         continue;
2444
2445                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2446
2447                 psi_memstall_enter(&pflags);
2448                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2449                                                              gfp_mask, true);
2450                 psi_memstall_leave(&pflags);
2451         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2452                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2453
2454         return nr_reclaimed;
2455 }
2456
2457 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2458 {
2459         struct mem_cgroup *memcg;
2460
2461         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2462         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2467  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2468  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2469  */
2470 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2471
2472 /*
2473  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2474  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2475  * below.
2476  *
2477  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2478  *   overage ratio to a delay.
2479  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2480  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2481  *   to produce a reasonable delay curve.
2482  *
2483  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2484  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2485  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2486  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2487  * example, with a high of 100 megabytes:
2488  *
2489  *  +-------+------------------------+
2490  *  | usage | time to allocate in ms |
2491  *  +-------+------------------------+
2492  *  | 100M  |                      0 |
2493  *  | 101M  |                      6 |
2494  *  | 102M  |                     25 |
2495  *  | 103M  |                     57 |
2496  *  | 104M  |                    102 |
2497  *  | 105M  |                    159 |
2498  *  | 106M  |                    230 |
2499  *  | 107M  |                    313 |
2500  *  | 108M  |                    409 |
2501  *  | 109M  |                    518 |
2502  *  | 110M  |                    639 |
2503  *  | 111M  |                    774 |
2504  *  | 112M  |                    921 |
2505  *  | 113M  |                   1081 |
2506  *  | 114M  |                   1254 |
2507  *  | 115M  |                   1439 |
2508  *  | 116M  |                   1638 |
2509  *  | 117M  |                   1849 |
2510  *  | 118M  |                   2000 |
2511  *  | 119M  |                   2000 |
2512  *  | 120M  |                   2000 |
2513  *  +-------+------------------------+
2514  */
2515  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2516  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2517
2518 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2519 {
2520         u64 overage;
2521
2522         if (usage <= high)
2523                 return 0;
2524
2525         /*
2526          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2527          * it was a threshold of 1 page
2528          */
2529         high = max(high, 1UL);
2530
2531         overage = usage - high;
2532         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2533         return div64_u64(overage, high);
2534 }
2535
2536 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2537 {
2538         u64 overage, max_overage = 0;
2539
2540         do {
2541                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2542                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2543                 max_overage = max(overage, max_overage);
2544         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2545                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2546
2547         return max_overage;
2548 }
2549
2550 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2551 {
2552         u64 overage, max_overage = 0;
2553
2554         do {
2555                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2556                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2557                 if (overage)
2558                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2559                 max_overage = max(overage, max_overage);
2560         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2561                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2562
2563         return max_overage;
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2568  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2569  */
2570 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2571                                           unsigned int nr_pages,
2572                                           u64 max_overage)
2573 {
2574         unsigned long penalty_jiffies;
2575
2576         if (!max_overage)
2577                 return 0;
2578
2579         /*
2580          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2581          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2582          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2583          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2584          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2585          * overage amount.
2586          */
2587         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2588         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2589         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2590
2591         /*
2592          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2593          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2594          * 4N-sized allocation.
2595          *
2596          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2597          * larger the current charge patch is than that.
2598          */
2599         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2604  * and reclaims memory over the high limit.
2605  */
2606 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2607 {
2608         unsigned long penalty_jiffies;
2609         unsigned long pflags;
2610         unsigned long nr_reclaimed;
2611         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2612         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2613         struct mem_cgroup *memcg;
2614         bool in_retry = false;
2615
2616         if (likely(!nr_pages))
2617                 return;
2618
2619         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2620         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2621
2622 retry_reclaim:
2623         /*
2624          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2625          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2626          * or breaching resource isolation.
2627          *
2628          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2629          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2630          * allocator run every time an allocation is made.
2631          */
2632         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2633                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2634                                     GFP_KERNEL);
2635
2636         /*
2637          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2638          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2639          */
2640         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2641                                                mem_find_max_overage(memcg));
2642
2643         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2644                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2645
2646         /*
2647          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2648          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2649          * extremely slowly.
2650          */
2651         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2652
2653         /*
2654          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2655          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2656          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2657          * been aggressively reclaimed enough yet.
2658          */
2659         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2660                 goto out;
2661
2662         /*
2663          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2664          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2665          * throttling.
2666          */
2667         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2668                 in_retry = true;
2669                 goto retry_reclaim;
2670         }
2671
2672         /*
2673          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2674          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2675          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2676          */
2677         psi_memstall_enter(&pflags);
2678         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2679         psi_memstall_leave(&pflags);
2680
2681 out:
2682         css_put(&memcg->css);
2683 }
2684
2685 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2686                       unsigned int nr_pages)
2687 {
2688         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2689         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2690         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2691         struct page_counter *counter;
2692         enum oom_status oom_status;
2693         unsigned long nr_reclaimed;
2694         bool may_swap = true;
2695         bool drained = false;
2696         unsigned long pflags;
2697
2698         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2699                 return 0;
2700 retry:
2701         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2702                 return 0;
2703
2704         if (!do_memsw_account() ||
2705             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2706                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2707                         goto done_restock;
2708                 if (do_memsw_account())
2709                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2710                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2711         } else {
2712                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2713                 may_swap = false;
2714         }
2715
2716         if (batch > nr_pages) {
2717                 batch = nr_pages;
2718                 goto retry;
2719         }
2720
2721         /*
2722          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2723          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2724          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2725          * and let these go through as privileged allocations.
2726          */
2727         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2728                 goto force;
2729
2730         /*
2731          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2732          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2733          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2734          * free their memory.
2735          */
2736         if (unlikely(should_force_charge()))
2737                 goto force;
2738
2739         /*
2740          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2741          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2742          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2743          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2744          */
2745         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2746                 goto force;
2747
2748         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2749                 goto nomem;
2750
2751         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2752                 goto nomem;
2753
2754         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2755
2756         psi_memstall_enter(&pflags);
2757         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2758                                                     gfp_mask, may_swap);
2759         psi_memstall_leave(&pflags);
2760
2761         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2762                 goto retry;
2763
2764         if (!drained) {
2765                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2766                 drained = true;
2767                 goto retry;
2768         }
2769
2770         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2771                 goto nomem;
2772         /*
2773          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2774          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2775          * before killing the task.
2776          *
2777          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2778          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2779          * to regular pages anyway in case of failure.
2780          */
2781         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2782                 goto retry;
2783         /*
2784          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2785          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2786          */
2787         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2788                 goto retry;
2789
2790         if (nr_retries--)
2791                 goto retry;
2792
2793         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2794                 goto nomem;
2795
2796         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2797                 goto force;
2798
2799         if (fatal_signal_pending(current))
2800                 goto force;
2801
2802         /*
2803          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2804          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2805          * couldn't make any progress.
2806          */
2807         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2808                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2809         switch (oom_status) {
2810         case OOM_SUCCESS:
2811                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2812                 goto retry;
2813         case OOM_FAILED:
2814                 goto force;
2815         default:
2816                 goto nomem;
2817         }
2818 nomem:
2819         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2820                 return -ENOMEM;
2821 force:
2822         /*
2823          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2824          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2825          * temporarily by force charging it.
2826          */
2827         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2828         if (do_memsw_account())
2829                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2830
2831         return 0;
2832
2833 done_restock:
2834         if (batch > nr_pages)
2835                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2836
2837         /*
2838          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2839          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2840          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2841          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2842          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2843          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2844          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2845          */
2846         do {
2847                 bool mem_high, swap_high;
2848
2849                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2850                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2851                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2852                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2853
2854                 /* Don't bother a random interrupted task */
2855                 if (in_interrupt()) {
2856                         if (mem_high) {
2857                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2858                                 break;
2859                         }
2860                         continue;
2861                 }
2862
2863                 if (mem_high || swap_high) {
2864                         /*
2865                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2866                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2867                          * of the memory or swap footprints.
2868                          *
2869                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2870                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2871                          * based on how much each task is actually allocating.
2872                          */
2873                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2874                         set_notify_resume(current);
2875                         break;
2876                 }
2877         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2878
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2883 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2884 {
2885         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2886                 return;
2887
2888         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2889         if (do_memsw_account())
2890                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2891 }
2892 #endif
2893
2894 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2895 {
2896         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2897         /*
2898          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2899          *
2900          * - the page lock
2901          * - LRU isolation
2902          * - lock_page_memcg()
2903          * - exclusive reference
2904          */
2905         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2906 }
2907
2908 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2909 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2910                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2911 {
2912         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2913         unsigned long memcg_data;
2914         void *vec;
2915
2916         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2917                            page_to_nid(page));
2918         if (!vec)
2919                 return -ENOMEM;
2920
2921         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2922         if (new_page) {
2923                 /*
2924                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2925                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2926                  * memcg_data can be simply assigned.
2927                  */
2928                 page->memcg_data = memcg_data;
2929         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2930                 /*
2931                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2932                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2933                  * objcg vector should be reused.
2934                  */
2935                 kfree(vec);
2936                 return 0;
2937         }
2938
2939         kmemleak_not_leak(vec);
2940         return 0;
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2945  *
2946  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2947  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2948  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2949  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2950  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2951  *
2952  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2953  * cgroup_mutex, etc.
2954  */
2955 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2956 {
2957         struct page *page;
2958
2959         if (mem_cgroup_disabled())
2960                 return NULL;
2961
2962         page = virt_to_head_page(p);
2963
2964         /*
2965          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2966          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2967          * the page->obj_cgroups.
2968          */
2969         if (page_objcgs_check(page)) {
2970                 struct obj_cgroup *objcg;
2971                 unsigned int off;
2972
2973                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2974                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2975                 if (objcg)
2976                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2977
2978                 return NULL;
2979         }
2980
2981         /*
2982          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2983          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2984          * at that moment, but it can be set concurrently.
2985          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2986          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2987          */
2988         return page_memcg_check(page);
2989 }
2990
2991 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2992 {
2993         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2994         struct mem_cgroup *memcg;
2995
2996         if (memcg_kmem_bypass())
2997                 return NULL;
2998
2999         rcu_read_lock();
3000         if (unlikely(active_memcg()))
3001                 memcg = active_memcg();
3002         else
3003                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3004
3005         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3006                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3007                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3008                         break;
3009                 objcg = NULL;
3010         }
3011         rcu_read_unlock();
3012
3013         return objcg;
3014 }
3015
3016 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3017 {
3018         int id, size;
3019         int err;
3020
3021         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3022                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3023         if (id < 0)
3024                 return id;
3025
3026         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3027                 return id;
3028
3029         /*
3030          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3031          * so we have to grow them.
3032          */
3033         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3034
3035         size = 2 * (id + 1);
3036         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3037                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3038         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3039                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3040
3041         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3042         if (!err)
3043                 memcg_nr_cache_ids = size;
3044
3045         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3046
3047         if (err) {
3048                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3049                 return err;
3050         }
3051         return id;
3052 }
3053
3054 static void memcg_free_cache_id(int id)
3055 {
3056         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3057 }
3058
3059 /**
3060  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3061  * @memcg: memory cgroup to charge
3062  * @gfp: reclaim mode
3063  * @nr_pages: number of pages to charge
3064  *
3065  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3066  */
3067 static int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3068                                unsigned int nr_pages)
3069 {
3070         struct page_counter *counter;
3071         int ret;
3072
3073         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3074         if (ret)
3075                 return ret;
3076
3077         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3078             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3079
3080                 /*
3081                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3082                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3083                  * handling code.
3084                  */
3085                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3086                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3087                         return 0;
3088                 }
3089                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3090                 return -ENOMEM;
3091         }
3092         return 0;
3093 }
3094
3095 /**
3096  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3097  * @memcg: memcg to uncharge
3098  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3099  */
3100 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3101 {
3102         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3103                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3104
3105         refill_stock(memcg, nr_pages);
3106 }
3107
3108 /**
3109  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3110  * @page: page to charge
3111  * @gfp: reclaim mode
3112  * @order: allocation order
3113  *
3114  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3115  */
3116 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3117 {
3118         struct mem_cgroup *memcg;
3119         int ret = 0;
3120
3121         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3122         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3123                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3124                 if (!ret) {
3125                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3126                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3127                         return 0;
3128                 }
3129                 css_put(&memcg->css);
3130         }
3131         return ret;
3132 }
3133
3134 /**
3135  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3136  * @page: page to uncharge
3137  * @order: allocation order
3138  */
3139 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3140 {
3141         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3142         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3143
3144         if (!memcg)
3145                 return;
3146
3147         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3148         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3149         page->memcg_data = 0;
3150         css_put(&memcg->css);
3151 }
3152
3153 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3154 {
3155         struct memcg_stock_pcp *stock;
3156         unsigned long flags;
3157         bool ret = false;
3158
3159         local_irq_save(flags);
3160
3161         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3162         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3163                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3164                 ret = true;
3165         }
3166
3167         local_irq_restore(flags);
3168
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3173 {
3174         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3175
3176         if (!old)
3177                 return;
3178
3179         if (stock->nr_bytes) {
3180                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3181                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3182
3183                 if (nr_pages) {
3184                         rcu_read_lock();
3185                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3186                         rcu_read_unlock();
3187                 }
3188
3189                 /*
3190                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3191                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3192                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3193                  * refill_obj_stock().
3194                  *
3195                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3196                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3197                  * so it might be changed in the future.
3198                  */
3199                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3200                 stock->nr_bytes = 0;
3201         }
3202
3203         obj_cgroup_put(old);
3204         stock->cached_objcg = NULL;
3205 }
3206
3207 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3208                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3209 {
3210         struct mem_cgroup *memcg;
3211
3212         if (stock->cached_objcg) {
3213                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3214                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3215                         return true;
3216         }
3217
3218         return false;
3219 }
3220
3221 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3222 {
3223         struct memcg_stock_pcp *stock;
3224         unsigned long flags;
3225
3226         local_irq_save(flags);
3227
3228         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3229         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3230                 drain_obj_stock(stock);
3231                 obj_cgroup_get(objcg);
3232                 stock->cached_objcg = objcg;
3233                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3234         }
3235         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3236
3237         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3238                 drain_obj_stock(stock);
3239
3240         local_irq_restore(flags);
3241 }
3242
3243 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3244 {
3245         struct mem_cgroup *memcg;
3246         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3247         int ret;
3248
3249         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3250                 return 0;
3251
3252         /*
3253          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3254          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3255          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3256          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3257          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3258          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3259          * refill_obj_stock(), called from this function or
3260          * independently later.
3261          */
3262         rcu_read_lock();
3263 retry:
3264         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3265         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3266                 goto retry;
3267         rcu_read_unlock();
3268
3269         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3270         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3271
3272         if (nr_bytes)
3273                 nr_pages += 1;
3274
3275         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3276         if (!ret && nr_bytes)
3277                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3278
3279         css_put(&memcg->css);
3280         return ret;
3281 }
3282
3283 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3284 {
3285         refill_obj_stock(objcg, size);
3286 }
3287
3288 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3289
3290 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3291 /*
3292  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3293  */
3294 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3295 {
3296         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3297         int i;
3298
3299         if (mem_cgroup_disabled())
3300                 return;
3301
3302         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3303                 css_get(&memcg->css);
3304                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3305         }
3306 }
3307 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3308
3309 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3310 /**
3311  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3312  * @entry: swap entry to be moved
3313  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3314  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3315  *
3316  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3317  * as the mem_cgroup's id of @from.
3318  *
3319  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3320  *
3321  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3322  * both res and memsw, and called css_get().
3323  */
3324 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3325                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3326 {
3327         unsigned short old_id, new_id;
3328
3329         old_id = mem_cgroup_id(from);
3330         new_id = mem_cgroup_id(to);
3331
3332         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3333                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3334                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3335                 return 0;
3336         }
3337         return -EINVAL;
3338 }
3339 #else
3340 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3341                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3342 {
3343         return -EINVAL;
3344 }
3345 #endif
3346
3347 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3348
3349 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3350                                  unsigned long max, bool memsw)
3351 {
3352         bool enlarge = false;
3353         bool drained = false;
3354         int ret;
3355         bool limits_invariant;
3356         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3357
3358         do {
3359                 if (signal_pending(current)) {
3360                         ret = -EINTR;
3361                         break;
3362                 }
3363
3364                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3365                 /*
3366                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3367                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3368                  */
3369                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3370                                            max <= memcg->memsw.max;
3371                 if (!limits_invariant) {
3372                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3373                         ret = -EINVAL;
3374                         break;
3375                 }
3376                 if (max > counter->max)
3377                         enlarge = true;
3378                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3379                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3380
3381                 if (!ret)
3382                         break;
3383
3384                 if (!drained) {
3385                         drain_all_stock(memcg);
3386                         drained = true;
3387                         continue;
3388                 }
3389
3390                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3391                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3392                         ret = -EBUSY;
3393                         break;
3394                 }
3395         } while (true);
3396
3397         if (!ret && enlarge)
3398                 memcg_oom_recover(memcg);
3399
3400         return ret;
3401 }
3402
3403 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3404                                             gfp_t gfp_mask,
3405                                             unsigned long *total_scanned)
3406 {
3407         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3408         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3409         unsigned long reclaimed;
3410         int loop = 0;
3411         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3412         unsigned long excess;
3413         unsigned long nr_scanned;
3414
3415         if (order > 0)
3416                 return 0;
3417
3418         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3419
3420         /*
3421          * Do not even bother to check the largest node if the root
3422          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3423          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3424          */
3425         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3426                 return 0;
3427
3428         /*
3429          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3430          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3431          * pressure
3432          */
3433         do {
3434                 if (next_mz)
3435                         mz = next_mz;
3436                 else
3437                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3438                 if (!mz)
3439                         break;
3440
3441                 nr_scanned = 0;
3442                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3443                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3444                 nr_reclaimed += reclaimed;
3445                 *total_scanned += nr_scanned;
3446                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3447                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3448
3449                 /*
3450                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3451                  * it is time to move on to the next cgroup
3452                  */
3453                 next_mz = NULL;
3454                 if (!reclaimed)
3455                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3456
3457                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3458                 /*
3459                  * One school of thought says that we should not add
3460                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3461                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3462                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3463                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3464                  * term TODO.
3465                  */
3466                 /* If excess == 0, no tree ops */
3467                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3468                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3469                 css_put(&mz->memcg->css);
3470                 loop++;
3471                 /*
3472                  * Could not reclaim anything and there are no more
3473                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3474                  * reclaiming anything.
3475                  */
3476                 if (!nr_reclaimed &&
3477                         (next_mz == NULL ||
3478                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3479                         break;
3480         } while (!nr_reclaimed);
3481         if (next_mz)
3482                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3483         return nr_reclaimed;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3488  *
3489  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3490  */
3491 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3492 {
3493         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3494
3495         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3496         lru_add_drain_all();
3497
3498         drain_all_stock(memcg);
3499
3500         /* try to free all pages in this cgroup */
3501         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3502                 int progress;
3503
3504                 if (signal_pending(current))
3505                         return -EINTR;
3506
3507                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3508                                                         GFP_KERNEL, true);
3509                 if (!progress) {
3510                         nr_retries--;
3511                         /* maybe some writeback is necessary */
3512                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3513                 }
3514
3515         }
3516
3517         return 0;
3518 }
3519
3520 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3521                                             char *buf, size_t nbytes,
3522                                             loff_t off)
3523 {
3524         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3525
3526         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3527                 return -EINVAL;
3528         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3529 }
3530
3531 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3532                                      struct cftype *cft)
3533 {
3534         return 1;
3535 }
3536
3537 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3538                                       struct cftype *cft, u64 val)
3539 {
3540         if (val == 1)
3541                 return 0;
3542
3543         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3544                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3545                      "depend on this functionality.\n");
3546
3547         return -EINVAL;
3548 }
3549
3550 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3551 {
3552         unsigned long val;
3553
3554         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3555                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3556                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3557                 if (swap)
3558                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3559         } else {
3560                 if (!swap)
3561                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3562                 else
3563                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3564         }
3565         return val;
3566 }
3567
3568 enum {
3569         RES_USAGE,
3570         RES_LIMIT,
3571         RES_MAX_USAGE,
3572         RES_FAILCNT,
3573         RES_SOFT_LIMIT,
3574 };
3575
3576 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3577                                struct cftype *cft)
3578 {
3579         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3580         struct page_counter *counter;
3581
3582         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3583         case _MEM:
3584                 counter = &memcg->memory;
3585                 break;
3586         case _MEMSWAP:
3587                 counter = &memcg->memsw;
3588                 break;
3589         case _KMEM:
3590                 counter = &memcg->kmem;
3591                 break;
3592         case _TCP:
3593                 counter = &memcg->tcpmem;
3594                 break;
3595         default:
3596                 BUG();
3597         }
3598
3599         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3600         case RES_USAGE:
3601                 if (counter == &memcg->memory)
3602                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3603                 if (counter == &memcg->memsw)
3604                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3605                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3606         case RES_LIMIT:
3607                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3608         case RES_MAX_USAGE:
3609                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3610         case RES_FAILCNT:
3611                 return counter->failcnt;
3612         case RES_SOFT_LIMIT:
3613                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3614         default:
3615                 BUG();
3616         }
3617 }
3618
3619 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3620 {
3621         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3622         struct mem_cgroup *mi;
3623         int node, cpu, i;
3624
3625         for_each_online_cpu(cpu)
3626                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3627                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3628
3629         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3630                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3631                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3632
3633         for_each_node(node) {
3634                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3635                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3636
3637                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3638                         stat[i] = 0;
3639
3640                 for_each_online_cpu(cpu)
3641                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3642                                 stat[i] += per_cpu(
3643                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3644
3645                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3646                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3647                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3648         }
3649 }
3650
3651 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3652 {
3653         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3654         struct mem_cgroup *mi;
3655         int cpu, i;
3656
3657         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3658                 events[i] = 0;
3659
3660         for_each_online_cpu(cpu)
3661                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3662                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3663                                              cpu);
3664
3665         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3666                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3667                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3668 }
3669
3670 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3671 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3672 {
3673         struct obj_cgroup *objcg;
3674         int memcg_id;
3675
3676         if (cgroup_memory_nokmem)
3677                 return 0;
3678
3679         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3680         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3681
3682         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3683         if (memcg_id < 0)
3684                 return memcg_id;
3685
3686         objcg = obj_cgroup_alloc();
3687         if (!objcg) {
3688                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3689                 return -ENOMEM;
3690         }
3691         objcg->memcg = memcg;
3692         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3693
3694         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3695
3696         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3697         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3698
3699         return 0;
3700 }
3701
3702 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3703 {
3704         struct cgroup_subsys_state *css;
3705         struct mem_cgroup *parent, *child;
3706         int kmemcg_id;
3707
3708         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3709                 return;
3710
3711         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3712
3713         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3714         if (!parent)
3715                 parent = root_mem_cgroup;
3716
3717         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3718
3719         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3720         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3721
3722         /*
3723          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3724          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3725          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3726          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3727          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3728          * memcg_drain_all_list_lrus().
3729          */
3730         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3731         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3732                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3733                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3734                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3735         }
3736         rcu_read_unlock();
3737
3738         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3739
3740         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3741 }
3742
3743 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3744 {
3745         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3746         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3747                 memcg_offline_kmem(memcg);
3748 }
3749 #else
3750 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3751 {
3752         return 0;
3753 }
3754 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756 }
3757 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3758 {
3759 }
3760 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3761
3762 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3763                                  unsigned long max)
3764 {
3765         int ret;
3766
3767         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3768         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3769         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3770         return ret;
3771 }
3772
3773 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3774 {
3775         int ret;
3776
3777         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3778
3779         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3780         if (ret)
3781                 goto out;
3782
3783         if (!memcg->tcpmem_active) {
3784                 /*
3785                  * The active flag needs to be written after the static_key
3786                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3787                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3788                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3789                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3790                  *
3791                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3792                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3793                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3794                  * yet, we'll lose accounting.
3795                  *
3796                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3797                  * because when this value change, the code to process it is not
3798                  * patched in yet.
3799                  */
3800                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3801                 memcg->tcpmem_active = true;
3802         }
3803 out:
3804         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3805         return ret;
3806 }
3807
3808 /*
3809  * The user of this function is...
3810  * RES_LIMIT.
3811  */
3812 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3813                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3814 {
3815         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3816         unsigned long nr_pages;
3817         int ret;
3818
3819         buf = strstrip(buf);
3820         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3821         if (ret)
3822                 return ret;
3823
3824         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3825         case RES_LIMIT:
3826                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3827                         ret = -EINVAL;
3828                         break;
3829                 }
3830                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3831                 case _MEM:
3832                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3833                         break;
3834                 case _MEMSWAP:
3835                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3836                         break;
3837                 case _KMEM:
3838                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3839                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3840                                      "depend on this functionality.\n");
3841                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3842                         break;
3843                 case _TCP:
3844                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3845                         break;
3846                 }
3847                 break;
3848         case RES_SOFT_LIMIT:
3849                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3850                 ret = 0;
3851                 break;
3852         }
3853         return ret ?: nbytes;
3854 }
3855
3856 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3857                                 size_t nbytes, loff_t off)
3858 {
3859         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3860         struct page_counter *counter;
3861
3862         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3863         case _MEM:
3864                 counter = &memcg->memory;
3865                 break;
3866         case _MEMSWAP:
3867                 counter = &memcg->memsw;
3868                 break;
3869         case _KMEM:
3870                 counter = &memcg->kmem;
3871                 break;
3872         case _TCP:
3873                 counter = &memcg->tcpmem;
3874                 break;
3875         default:
3876                 BUG();
3877         }
3878
3879         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3880         case RES_MAX_USAGE:
3881                 page_counter_reset_watermark(counter);
3882                 break;
3883         case RES_FAILCNT:
3884                 counter->failcnt = 0;
3885                 break;
3886         default:
3887                 BUG();
3888         }
3889
3890         return nbytes;
3891 }
3892
3893 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3894                                         struct cftype *cft)
3895 {
3896         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3897 }
3898
3899 #ifdef CONFIG_MMU
3900 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3901                                         struct cftype *cft, u64 val)
3902 {
3903         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3904
3905         if (val & ~MOVE_MASK)
3906                 return -EINVAL;
3907
3908         /*
3909          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3910          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3911          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3912          * affect task migrations starting after the change.
3913          */
3914         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3915         return 0;
3916 }
3917 #else
3918 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3919                                         struct cftype *cft, u64 val)
3920 {
3921         return -ENOSYS;
3922 }
3923 #endif
3924
3925 #ifdef CONFIG_NUMA
3926
3927 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3928 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3929 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3930
3931 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3932                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3933 {
3934         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3935         unsigned long nr = 0;
3936         enum lru_list lru;
3937
3938         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3939
3940         for_each_lru(lru) {
3941                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3942                         continue;
3943                 if (tree)
3944                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3945                 else
3946                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3947         }
3948         return nr;
3949 }
3950
3951 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3952                                              unsigned int lru_mask,
3953                                              bool tree)
3954 {
3955         unsigned long nr = 0;
3956         enum lru_list lru;
3957
3958         for_each_lru(lru) {
3959                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3960                         continue;
3961                 if (tree)
3962                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3963                 else
3964                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3965         }
3966         return nr;
3967 }
3968
3969 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3970 {
3971         struct numa_stat {
3972                 const char *name;
3973                 unsigned int lru_mask;
3974         };
3975
3976         static const struct numa_stat stats[] = {
3977                 { "total", LRU_ALL },
3978                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3979                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3980                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3981         };
3982         const struct numa_stat *stat;
3983         int nid;
3984         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3985
3986         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3987                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3988                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3989                                                    false));
3990                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3991                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3992                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3993                                                         stat->lru_mask, false));
3994                 seq_putc(m, '\n');
3995         }
3996
3997         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3998
3999                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4000                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4001                                                    true));
4002                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4003                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4004                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4005                                                         stat->lru_mask, true));
4006                 seq_putc(m, '\n');
4007         }
4008
4009         return 0;
4010 }
4011 #endif /* CONFIG_NUMA */
4012
4013 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4014         NR_FILE_PAGES,
4015         NR_ANON_MAPPED,
4016 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4017         NR_ANON_THPS,
4018 #endif
4019         NR_SHMEM,
4020         NR_FILE_MAPPED,
4021         NR_FILE_DIRTY,
4022         NR_WRITEBACK,
4023         MEMCG_SWAP,
4024 };
4025
4026 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4027         "cache",
4028         "rss",
4029 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4030         "rss_huge",
4031 #endif
4032         "shmem",
4033         "mapped_file",
4034         "dirty",
4035         "writeback",
4036         "swap",
4037 };
4038
4039 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4040 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4041         PGPGIN,
4042         PGPGOUT,
4043         PGFAULT,
4044         PGMAJFAULT,
4045 };
4046
4047 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4048 {
4049         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4050         unsigned long memory, memsw;
4051         struct mem_cgroup *mi;
4052         unsigned int i;
4053
4054         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4055
4056         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4057                 unsigned long nr;
4058
4059                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4060                         continue;
4061                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4062                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4063         }
4064
4065         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4066                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4067                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4068
4069         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4070                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4071                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4072                            PAGE_SIZE);
4073
4074         /* Hierarchical information */
4075         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4076         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4077                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4078                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4079         }
4080         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4081                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4082         if (do_memsw_account())
4083                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4084                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4085
4086         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4087                 unsigned long nr;
4088
4089                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4090                         continue;
4091                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4092                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4093                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4094         }
4095
4096         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4097                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4098                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4099                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4100
4101         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4102                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4103                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4104                            PAGE_SIZE);
4105
4106 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4107         {
4108                 pg_data_t *pgdat;
4109                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4110                 unsigned long anon_cost = 0;
4111                 unsigned long file_cost = 0;
4112
4113                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4114                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4115
4116                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4117                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4118                 }
4119                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4120                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4121         }
4122 #endif
4123
4124         return 0;
4125 }
4126
4127 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4128                                       struct cftype *cft)
4129 {
4130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4131
4132         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4133 }
4134
4135 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4136                                        struct cftype *cft, u64 val)
4137 {
4138         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4139
4140         if (val > 100)
4141                 return -EINVAL;
4142
4143         if (css->parent)
4144                 memcg->swappiness = val;
4145         else
4146                 vm_swappiness = val;
4147
4148         return 0;
4149 }
4150
4151 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4152 {
4153         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4154         unsigned long usage;
4155         int i;
4156
4157         rcu_read_lock();
4158         if (!swap)
4159                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4160         else
4161                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4162
4163         if (!t)
4164                 goto unlock;
4165
4166         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4167
4168         /*
4169          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4170          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4171          * call of __mem_cgroup_threshold().
4172          */
4173         i = t->current_threshold;
4174
4175         /*
4176          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4177          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4178          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4179          * only one element of the array here.
4180          */
4181         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4182                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4183
4184         /* i = current_threshold + 1 */
4185         i++;
4186
4187         /*
4188          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4189          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4190          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4191          * only one element of the array here.
4192          */
4193         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4194                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4195
4196         /* Update current_threshold */
4197         t->current_threshold = i - 1;
4198 unlock:
4199         rcu_read_unlock();
4200 }
4201
4202 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4203 {
4204         while (memcg) {
4205                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4206                 if (do_memsw_account())
4207                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4208
4209                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4210         }
4211 }
4212
4213 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4214 {
4215         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4216         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4217
4218         if (_a->threshold > _b->threshold)
4219                 return 1;
4220
4221         if (_a->threshold < _b->threshold)
4222                 return -1;
4223
4224         return 0;
4225 }
4226
4227 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4228 {
4229         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4230
4231         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4232
4233         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4234                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4235
4236         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4237         return 0;
4238 }
4239
4240 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4241 {
4242         struct mem_cgroup *iter;
4243
4244         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4245                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4246 }
4247
4248 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4249         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4250 {
4251         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4252         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4253         unsigned long threshold;
4254         unsigned long usage;
4255         int i, size, ret;
4256
4257         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4258         if (ret)
4259                 return ret;
4260
4261         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4262
4263         if (type == _MEM) {
4264                 thresholds = &memcg->thresholds;
4265                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4266         } else if (type == _MEMSWAP) {
4267                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4268                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4269         } else
4270                 BUG();
4271
4272         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4273         if (thresholds->primary)
4274                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4275
4276         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4277
4278         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4279         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4280         if (!new) {
4281                 ret = -ENOMEM;
4282                 goto unlock;
4283         }
4284         new->size = size;
4285
4286         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4287         if (thresholds->primary)
4288                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4289                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4290
4291         /* Add new threshold */
4292         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4293         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4294
4295         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4296         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4297                         compare_thresholds, NULL);
4298
4299         /* Find current threshold */
4300         new->current_threshold = -1;
4301         for (i = 0; i < size; i++) {
4302                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4303                         /*
4304                          * new->current_threshold will not be used until
4305                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4306                          * it here.
4307                          */
4308                         ++new->current_threshold;
4309                 } else
4310                         break;
4311         }
4312
4313         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4314         kfree(thresholds->spare);
4315         thresholds->spare = thresholds->primary;
4316
4317         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4318
4319         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4320         synchronize_rcu();
4321
4322 unlock:
4323         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4324
4325         return ret;
4326 }
4327
4328 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4329         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4330 {
4331         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4332 }
4333
4334 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4335         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4336 {
4337         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4338 }
4339
4340 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4341         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4342 {
4343         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4344         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4345         unsigned long usage;
4346         int i, j, size, entries;
4347
4348         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4349
4350         if (type == _MEM) {
4351                 thresholds = &memcg->thresholds;
4352                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4353         } else if (type == _MEMSWAP) {
4354                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4355                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4356         } else
4357                 BUG();
4358
4359         if (!thresholds->primary)
4360                 goto unlock;
4361
4362         /* Check if a threshold crossed before removing */
4363         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4364
4365         /* Calculate new number of threshold */
4366         size = entries = 0;
4367         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4368                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4369                         size++;
4370                 else
4371                         entries++;
4372         }
4373
4374         new = thresholds->spare;
4375
4376         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4377         if (!entries)
4378                 goto unlock;
4379
4380         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4381         if (!size) {
4382                 kfree(new);
4383                 new = NULL;
4384                 goto swap_buffers;
4385         }
4386
4387         new->size = size;
4388
4389         /* Copy thresholds and find current threshold */
4390         new->current_threshold = -1;
4391         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4392                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4393                         continue;
4394
4395                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4396                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4397                         /*
4398                          * new->current_threshold will not be used
4399                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4400                          * it here.
4401                          */
4402                         ++new->current_threshold;
4403                 }
4404                 j++;
4405         }
4406
4407 swap_buffers:
4408         /* Swap primary and spare array */
4409         thresholds->spare = thresholds->primary;
4410
4411         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4412
4413         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4414         synchronize_rcu();
4415
4416         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4417         if (!new) {
4418                 kfree(thresholds->spare);
4419                 thresholds->spare = NULL;
4420         }
4421 unlock:
4422         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4423 }
4424
4425 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4426         struct eventfd_ctx *eventfd)
4427 {
4428         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4429 }
4430
4431 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4432         struct eventfd_ctx *eventfd)
4433 {
4434         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4435 }
4436
4437 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4438         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4439 {
4440         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4441
4442         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4443         if (!event)
4444                 return -ENOMEM;
4445
4446         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4447
4448         event->eventfd = eventfd;
4449         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4450
4451         /* already in OOM ? */
4452         if (memcg->under_oom)
4453                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4454         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4455
4456         return 0;
4457 }
4458
4459 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4460         struct eventfd_ctx *eventfd)
4461 {
4462         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4463
4464         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4465
4466         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4467                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4468                         list_del(&ev->list);
4469                         kfree(ev);
4470                 }
4471         }
4472
4473         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4474 }
4475
4476 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4477 {
4478         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4479
4480         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4481         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4482         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4483                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4484         return 0;
4485 }
4486
4487 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4488         struct cftype *cft, u64 val)
4489 {
4490         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4491
4492         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4493         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4494                 return -EINVAL;
4495
4496         memcg->oom_kill_disable = val;
4497         if (!val)
4498                 memcg_oom_recover(memcg);
4499
4500         return 0;
4501 }
4502
4503 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4504
4505 #include <trace/events/writeback.h>
4506
4507 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4508 {
4509         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4510 }
4511
4512 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4513 {
4514         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4515 }
4516
4517 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4518 {
4519         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4520 }
4521
4522 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4523 {
4524         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4525
4526         if (!memcg->css.parent)
4527                 return NULL;
4528
4529         return &memcg->cgwb_domain;
4530 }
4531
4532 /*
4533  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4534  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4535  */
4536 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4537 {
4538         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4539         int cpu;
4540
4541         for_each_online_cpu(cpu)
4542                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4543         if (x < 0)
4544                 x = 0;
4545         return x;
4546 }
4547
4548 /**
4549  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4550  * @wb: bdi_writeback in question
4551  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4552  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4553  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4554  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4555  *
4556  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4557  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4558  * is a bit more involved.
4559  *
4560  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4561  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4562  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4563  * available memory in the system.  The caller should further cap
4564  * *@pheadroom accordingly.
4565  */
4566 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4567                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4568                          unsigned long *pwriteback)
4569 {
4570         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4571         struct mem_cgroup *parent;
4572
4573         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4574
4575         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4576         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4577                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4578         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4579
4580         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4581                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4582                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4583                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4584
4585                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4586                 memcg = parent;
4587         }
4588 }
4589
4590 /*
4591  * Foreign dirty flushing
4592  *
4593  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4594  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4595  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4596  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4597  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4598  * different cgroups isn't a common use-case.
4599  *
4600  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4601  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4602  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4603  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4604  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4605  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4606  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4607  * make writeback of the dirty pages happen.
4608  *
4609  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4610  * severely throttled after making some progress after each
4611  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4612  * completely idle.
4613  *
4614  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4615  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4616  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4617  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4618  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4619  *
4620  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4621  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4622  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4623  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4624  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4625  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4626  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4627  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4628  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4629  *
4630  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4631  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4632  * records are lockless and racy.
4633  */
4634 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4635                                              struct bdi_writeback *wb)
4636 {
4637         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4638         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4639         u64 now = get_jiffies_64();
4640         u64 oldest_at = now;
4641         int oldest = -1;
4642         int i;
4643
4644         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4645
4646         /*
4647          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4648          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4649          * written out.
4650          */
4651         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4652                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4653                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4654                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4655                         break;
4656                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4657                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4658                         oldest = i;
4659                         oldest_at = frn->at;
4660                 }
4661         }
4662
4663         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4664                 /*
4665                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4666                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4667                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4668                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4669                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4670                  */
4671                 unsigned long update_intv =
4672                         min_t(unsigned long, HZ,
4673                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4674
4675                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4676                         frn->at = now;
4677         } else if (oldest >= 0) {
4678                 /* replace the oldest free one */
4679                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4680                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4681                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4682                 frn->at = now;
4683         }
4684 }
4685
4686 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4687 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4688 {
4689         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4690         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4691         u64 now = jiffies_64;
4692         int i;
4693
4694         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4695                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4696
4697                 /*
4698                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4699                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4700                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4701                  * already one in flight.
4702                  */
4703                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4704                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4705                         frn->at = 0;
4706                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4707                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4708                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4709                                                &frn->done);
4710                 }
4711         }
4712 }
4713
4714 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4715
4716 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4717 {
4718         return 0;
4719 }
4720
4721 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4722 {
4723 }
4724
4725 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4726 {
4727 }
4728
4729 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4730
4731 /*
4732  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4733  *
4734  * "cgroup.event_control" implementation.
4735  *
4736  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4737  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4738  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4739  *
4740  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4741  * possible.
4742  */
4743
4744 /*
4745  * Unregister event and free resources.
4746  *
4747  * Gets called from workqueue.
4748  */
4749 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4750 {
4751         struct mem_cgroup_event *event =
4752                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4753         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4754
4755         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4756
4757         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4758
4759         /* Notify userspace the event is going away. */
4760         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4761
4762         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4763         kfree(event);
4764         css_put(&memcg->css);
4765 }
4766
4767 /*
4768  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4769  *
4770  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4771  */
4772 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4773                             int sync, void *key)
4774 {
4775         struct mem_cgroup_event *event =
4776                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4777         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4778         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4779
4780         if (flags & EPOLLHUP) {
4781                 /*
4782                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4783                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4784                  * for us.
4785                  *
4786                  * We can't race against event freeing since the other
4787                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4788                  * which we hold.
4789                  */
4790                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4791                 if (!list_empty(&event->list)) {
4792                         list_del_init(&event->list);
4793                         /*
4794                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4795                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4796                          */
4797                         schedule_work(&event->remove);
4798                 }
4799                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4800         }
4801
4802         return 0;
4803 }
4804
4805 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4806                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4807 {
4808         struct mem_cgroup_event *event =
4809                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4810
4811         event->wqh = wqh;
4812         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4813 }
4814
4815 /*
4816  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4817  *
4818  * Parse input and register new cgroup event handler.
4819  *
4820  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4821  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4822  */
4823 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4824                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4825 {
4826         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4828         struct mem_cgroup_event *event;
4829         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4830         unsigned int efd, cfd;
4831         struct fd efile;
4832         struct fd cfile;
4833         const char *name;
4834         char *endp;
4835         int ret;
4836
4837         buf = strstrip(buf);
4838
4839         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4840         if (*endp != ' ')
4841                 return -EINVAL;
4842         buf = endp + 1;
4843
4844         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4845         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4846                 return -EINVAL;
4847         buf = endp + 1;
4848
4849         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4850         if (!event)
4851                 return -ENOMEM;
4852
4853         event->memcg = memcg;
4854         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4855         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4856         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4857         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4858
4859         efile = fdget(efd);
4860         if (!efile.file) {
4861                 ret = -EBADF;
4862                 goto out_kfree;
4863         }
4864
4865         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4866         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4867                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4868                 goto out_put_efile;
4869         }
4870
4871         cfile = fdget(cfd);
4872         if (!cfile.file) {
4873                 ret = -EBADF;
4874                 goto out_put_eventfd;
4875         }
4876
4877         /* the process need read permission on control file */
4878         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4879         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4880         if (ret < 0)
4881                 goto out_put_cfile;
4882
4883         /*
4884          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4885          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4886          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4887          * is for compatibility anyway.
4888          *
4889          * DO NOT ADD NEW FILES.
4890          */
4891         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4892
4893         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4894                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4895                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4896         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4897                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4898                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4899         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4900                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4901                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4902         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4903                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4904                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4905         } else {
4906                 ret = -EINVAL;
4907                 goto out_put_cfile;
4908         }
4909
4910         /*
4911          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4912          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4913          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4914          */
4915         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4916                                                &memory_cgrp_subsys);
4917         ret = -EINVAL;
4918         if (IS_ERR(cfile_css))
4919                 goto out_put_cfile;
4920         if (cfile_css != css) {
4921                 css_put(cfile_css);
4922                 goto out_put_cfile;
4923         }
4924
4925         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4926         if (ret)
4927                 goto out_put_css;
4928
4929         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4930
4931         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4932         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4933         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4934
4935         fdput(cfile);
4936         fdput(efile);
4937
4938         return nbytes;
4939
4940 out_put_css:
4941         css_put(css);
4942 out_put_cfile:
4943         fdput(cfile);
4944 out_put_eventfd:
4945         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4946 out_put_efile:
4947         fdput(efile);
4948 out_kfree:
4949         kfree(event);
4950
4951         return ret;
4952 }
4953
4954 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4955         {
4956                 .name = "usage_in_bytes",
4957                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4958                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4959         },
4960         {
4961                 .name = "max_usage_in_bytes",
4962                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4963                 .write = mem_cgroup_reset,
4964                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4965         },
4966         {
4967                 .name = "limit_in_bytes",
4968                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4969                 .write = mem_cgroup_write,
4970                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4971         },
4972         {
4973                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4974                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4975                 .write = mem_cgroup_write,
4976                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4977         },
4978         {
4979                 .name = "failcnt",
4980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4981                 .write = mem_cgroup_reset,
4982                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4983         },
4984         {
4985                 .name = "stat",
4986                 .seq_show = memcg_stat_show,
4987         },
4988         {
4989                 .name = "force_empty",
4990                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4991         },
4992         {
4993                 .name = "use_hierarchy",
4994                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4995                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4996         },
4997         {
4998                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4999                 .write = memcg_write_event_control,
5000                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5001         },
5002         {
5003                 .name = "swappiness",
5004                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5005                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5006         },
5007         {
5008                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5009                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5010                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5011         },
5012         {
5013                 .name = "oom_control",
5014                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5015                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5017         },
5018         {
5019                 .name = "pressure_level",
5020         },
5021 #ifdef CONFIG_NUMA
5022         {
5023                 .name = "numa_stat",
5024                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5025         },
5026 #endif
5027         {
5028                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5030                 .write = mem_cgroup_write,
5031                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5035                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5036                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "kmem.failcnt",
5040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5041                 .write = mem_cgroup_reset,
5042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5043         },
5044         {
5045                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5047                 .write = mem_cgroup_reset,
5048                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5049         },
5050 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5051         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5052         {
5053                 .name = "kmem.slabinfo",
5054                 .seq_show = memcg_slab_show,
5055         },
5056 #endif
5057         {
5058                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5060                 .write = mem_cgroup_write,
5061                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5062         },
5063         {
5064                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5066                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5067         },
5068         {
5069                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5071                 .write = mem_cgroup_reset,
5072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5077                 .write = mem_cgroup_reset,
5078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5079         },
5080         { },    /* terminate */
5081 };
5082
5083 /*
5084  * Private memory cgroup IDR
5085  *
5086  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5087  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5088  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5089  * memory-controlled cgroups to 64k.
5090  *
5091  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5092  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5093  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5094  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5095  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5096  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5097  *
5098  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5099  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5100  * when the CSS is offlined.
5101  *
5102  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5103  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5104  * those references are manageable from userspace.
5105  */
5106
5107 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5108
5109 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5110 {
5111         if (memcg->id.id > 0) {
5112                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5113                 memcg->id.id = 0;
5114         }
5115 }
5116
5117 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5118                                                   unsigned int n)
5119 {
5120         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5121 }
5122
5123 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5124 {
5125         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5126                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5127
5128                 /* Memcg ID pins CSS */
5129                 css_put(&memcg->css);
5130         }
5131 }
5132
5133 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5134 {
5135         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5136 }
5137
5138 /**
5139  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5140  * @id: the memcg id to look up
5141  *
5142  * Caller must hold rcu_read_lock().
5143  */
5144 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5145 {
5146         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5147         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5148 }
5149
5150 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5151 {
5152         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5153         int tmp = node;
5154         /*
5155          * This routine is called against possible nodes.
5156          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5157          *
5158          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5159          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5160          *       function.
5161          */
5162         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5163                 tmp = -1;
5164         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5165         if (!pn)
5166                 return 1;
5167
5168         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5169                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5170         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5171                 kfree(pn);
5172                 return 1;
5173         }
5174
5175         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5176                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5177         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5178                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5179                 kfree(pn);
5180                 return 1;
5181         }
5182
5183         lruvec_init(&pn->lruvec);
5184         pn->usage_in_excess = 0;
5185         pn->on_tree = false;
5186         pn->memcg = memcg;
5187
5188         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5189         return 0;
5190 }
5191
5192 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5193 {
5194         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5195
5196         if (!pn)
5197                 return;
5198
5199         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5200         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5201         kfree(pn);
5202 }
5203
5204 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5205 {
5206         int node;
5207
5208         for_each_node(node)
5209                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5210         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5211         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5212         kfree(memcg);
5213 }
5214
5215 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5216 {
5217         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5218         /*
5219          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5220          * on parent's and all ancestor levels.
5221          */
5222         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5223         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5224         __mem_cgroup_free(memcg);
5225 }
5226
5227 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5228 {
5229         struct mem_cgroup *memcg;
5230         unsigned int size;
5231         int node;
5232         int __maybe_unused i;
5233         long error = -ENOMEM;
5234
5235         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5236         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5237
5238         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5239         if (!memcg)
5240                 return ERR_PTR(error);
5241
5242         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5243                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5244                                  GFP_KERNEL);
5245         if (memcg->id.id < 0) {
5246                 error = memcg->id.id;
5247                 goto fail;
5248         }
5249
5250         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5251                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5252         if (!memcg->vmstats_local)
5253                 goto fail;
5254
5255         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5256                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5257         if (!memcg->vmstats_percpu)
5258                 goto fail;
5259
5260         for_each_node(node)
5261                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5262                         goto fail;
5263
5264         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5265                 goto fail;
5266
5267         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5268         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5269         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5270         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5271         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5272         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5273         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5274         memcg->socket_pressure = jiffies;
5275 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5276         memcg->kmemcg_id = -1;
5277         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5278 #endif
5279 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5280         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5281         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5282                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5283                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5284 #endif
5285 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5286         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5287         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5288         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5289 #endif
5290         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5291         return memcg;
5292 fail:
5293         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5294         __mem_cgroup_free(memcg);
5295         return ERR_PTR(error);
5296 }
5297
5298 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5299 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5302         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5303         long error = -ENOMEM;
5304
5305         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5306         memcg = mem_cgroup_alloc();
5307         set_active_memcg(old_memcg);
5308         if (IS_ERR(memcg))
5309                 return ERR_CAST(memcg);
5310
5311         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5312         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5313         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5314         if (parent) {
5315                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5316                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5317
5318                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5319                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5320                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5321                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5322         } else {
5323                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5324                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5325                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5326                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5327
5328                 root_mem_cgroup = memcg;
5329                 return &memcg->css;
5330         }
5331
5332         /* The following stuff does not apply to the root */
5333         error = memcg_online_kmem(memcg);
5334         if (error)
5335                 goto fail;
5336
5337         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5338                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5339
5340         return &memcg->css;
5341 fail:
5342         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5343         mem_cgroup_free(memcg);
5344         return ERR_PTR(error);
5345 }
5346
5347 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5350
5351         /*
5352          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5353          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5354          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5355          */
5356         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5357                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5358                 return -ENOMEM;
5359         }
5360
5361         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5362         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5363         css_get(css);
5364         return 0;
5365 }
5366
5367 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5368 {
5369         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5370         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5371
5372         /*
5373          * Unregister events and notify userspace.
5374          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5375          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5376          */
5377         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5378         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5379                 list_del_init(&event->list);
5380                 schedule_work(&event->remove);
5381         }
5382         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5383
5384         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5385         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5386
5387         memcg_offline_kmem(memcg);
5388         wb_memcg_offline(memcg);
5389
5390         drain_all_stock(memcg);
5391
5392         mem_cgroup_id_put(memcg);
5393 }
5394
5395 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5396 {
5397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5398
5399         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5400 }
5401
5402 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5403 {
5404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5405         int __maybe_unused i;
5406
5407 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5408         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5409                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5410 #endif
5411         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5412                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5413
5414         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5415                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5416
5417         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5418         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5419         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5420         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5421         memcg_free_kmem(memcg);
5422         mem_cgroup_free(memcg);
5423 }
5424
5425 /**
5426  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5427  * @css: the target css
5428  *
5429  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5430  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5431  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5432  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5433  * made visible again.
5434  *
5435  * The current implementation only resets the essential configurations.
5436  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5437  */
5438 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5439 {
5440         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5441
5442         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5443         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5444         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5445         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5446         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5447         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5448         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5449         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5450         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5451         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5452 }
5453
5454 #ifdef CONFIG_MMU
5455 /* Handlers for move charge at task migration. */
5456 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5457 {
5458         int ret;
5459
5460         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5461         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5462         if (!ret) {
5463                 mc.precharge += count;
5464                 return ret;
5465         }
5466
5467         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5468         while (count--) {
5469                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5470                 if (ret)
5471                         return ret;
5472                 mc.precharge++;
5473                 cond_resched();
5474         }
5475         return 0;
5476 }
5477
5478 union mc_target {
5479         struct page     *page;
5480         swp_entry_t     ent;
5481 };
5482
5483 enum mc_target_type {
5484         MC_TARGET_NONE = 0,
5485         MC_TARGET_PAGE,
5486         MC_TARGET_SWAP,
5487         MC_TARGET_DEVICE,
5488 };
5489
5490 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5491                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5492 {
5493         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5494
5495         if (!page || !page_mapped(page))
5496                 return NULL;
5497         if (PageAnon(page)) {
5498                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5499                         return NULL;
5500         } else {
5501                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5502                         return NULL;
5503         }
5504         if (!get_page_unless_zero(page))
5505                 return NULL;
5506
5507         return page;
5508 }
5509
5510 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5511 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5512                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5513 {
5514         struct page *page = NULL;
5515         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5516
5517         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5518                 return NULL;
5519
5520         /*
5521          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5522          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5523          * as special swap entry in the CPU page table.
5524          */
5525         if (is_device_private_entry(ent)) {
5526                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5527                 /*
5528                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5529                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5530                  */
5531                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5532                         return NULL;
5533                 return page;
5534         }
5535
5536         if (non_swap_entry(ent))
5537                 return NULL;
5538
5539         /*
5540          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5541          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5542          */
5543         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5544         entry->val = ent.val;
5545
5546         return page;
5547 }
5548 #else
5549 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5550                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5551 {
5552         return NULL;
5553 }
5554 #endif
5555
5556 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5557                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5558 {
5559         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5560                 return NULL;
5561         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5562                 return NULL;
5563
5564         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5565         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5566         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5567                         linear_page_index(vma, addr));
5568 }
5569
5570 /**
5571  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5572  * @page: the page
5573  * @compound: charge the page as compound or small page
5574  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5575  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5576  *
5577  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5578  *
5579  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5580  * from old cgroup.
5581  */
5582 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5583                                    bool compound,
5584                                    struct mem_cgroup *from,
5585                                    struct mem_cgroup *to)
5586 {
5587         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5588         struct pglist_data *pgdat;
5589         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5590         int ret;
5591
5592         VM_BUG_ON(from == to);
5593         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5594         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5595
5596         /*
5597          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5598          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5599          */
5600         ret = -EBUSY;
5601         if (!trylock_page(page))
5602                 goto out;
5603
5604         ret = -EINVAL;
5605         if (page_memcg(page) != from)
5606                 goto out_unlock;
5607
5608         pgdat = page_pgdat(page);
5609         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5610         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5611
5612         lock_page_memcg(page);
5613
5614         if (PageAnon(page)) {
5615                 if (page_mapped(page)) {
5616                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5617                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5618                         if (PageTransHuge(page)) {
5619                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5620                                                    -nr_pages);
5621                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5622                                                    nr_pages);
5623                         }
5624                 }
5625         } else {
5626                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5627                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5628
5629                 if (PageSwapBacked(page)) {
5630                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5631                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5632                 }
5633
5634                 if (page_mapped(page)) {
5635                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5636                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5637                 }
5638
5639                 if (PageDirty(page)) {
5640                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5641
5642                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5643                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5644                                                    -nr_pages);
5645                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5646                                                    nr_pages);
5647                         }
5648                 }
5649         }
5650
5651         if (PageWriteback(page)) {
5652                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5653                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5654         }
5655
5656         /*
5657          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5658          *
5659          * It is safe to change page's memcg here because the page
5660          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5661          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5662          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5663          *
5664          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5665          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5666          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5667          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5668          */
5669         smp_mb();
5670
5671         css_get(&to->css);
5672         css_put(&from->css);
5673
5674         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5675
5676         __unlock_page_memcg(from);
5677
5678         ret = 0;
5679
5680         local_irq_disable();
5681         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5682         memcg_check_events(to, page);
5683         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5684         memcg_check_events(from, page);
5685         local_irq_enable();
5686 out_unlock:
5687         unlock_page(page);
5688 out:
5689         return ret;
5690 }
5691
5692 /**
5693  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5694  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5695  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5696  * @ptent: the pte to be checked
5697  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5698  *
5699  * Returns
5700  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5701  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5702  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5703  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5704  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5705  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5706  *     in target->ent.
5707  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5708  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5709  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5710  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5711  *     regular page.
5712  *
5713  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5714  *
5715  * Called with pte lock held.
5716  */
5717
5718 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5719                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5720 {
5721         struct page *page = NULL;
5722         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5723         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5724
5725         if (pte_present(ptent))
5726                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5727         else if (is_swap_pte(ptent))
5728                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5729         else if (pte_none(ptent))
5730                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5731
5732         if (!page && !ent.val)
5733                 return ret;
5734         if (page) {
5735                 /*
5736                  * Do only loose check w/o serialization.
5737                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5738                  * not under LRU exclusion.
5739                  */
5740                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5741                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5742                         if (is_device_private_page(page))
5743                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5744                         if (target)
5745                                 target->page = page;
5746                 }
5747                 if (!ret || !target)
5748                         put_page(page);
5749         }
5750         /*
5751          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5752          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5753          */
5754         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5755             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5756                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5757                 if (target)
5758                         target->ent = ent;
5759         }
5760         return ret;
5761 }
5762
5763 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5764 /*
5765  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5766  * not support them for now.
5767  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5768  */
5769 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5770                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5771 {
5772         struct page *page = NULL;
5773         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5774
5775         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5776                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5777                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5778                 return ret;
5779         }
5780         page = pmd_page(pmd);
5781         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5782         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5783                 return ret;
5784         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5785                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5786                 if (target) {
5787                         get_page(page);
5788                         target->page = page;
5789                 }
5790         }
5791         return ret;
5792 }
5793 #else
5794 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5795                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5796 {
5797         return MC_TARGET_NONE;
5798 }
5799 #endif
5800
5801 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5802                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5803                                         struct mm_walk *walk)
5804 {
5805         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5806         pte_t *pte;
5807         spinlock_t *ptl;
5808
5809         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5810         if (ptl) {
5811                 /*
5812                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5813                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5814                  * this might change.
5815                  */
5816                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5817                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5818                 spin_unlock(ptl);
5819                 return 0;
5820         }
5821
5822         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5823                 return 0;
5824         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5825         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5826                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5827                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5828         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5829         cond_resched();
5830
5831         return 0;
5832 }
5833
5834 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5835         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5836 };
5837
5838 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5839 {
5840         unsigned long precharge;
5841
5842         mmap_read_lock(mm);
5843         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5844         mmap_read_unlock(mm);
5845
5846         precharge = mc.precharge;
5847         mc.precharge = 0;
5848
5849         return precharge;
5850 }
5851
5852 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5853 {
5854         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5855
5856         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5857         mc.moving_task = current;
5858         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5859 }
5860
5861 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5862 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5863 {
5864         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5865         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5866
5867         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5868         if (mc.precharge) {
5869                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5870                 mc.precharge = 0;
5871         }
5872         /*
5873          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5874          * we must uncharge here.
5875          */
5876         if (mc.moved_charge) {
5877                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5878                 mc.moved_charge = 0;
5879         }
5880         /* we must fixup refcnts and charges */
5881         if (mc.moved_swap) {
5882                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5883                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5884                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5885
5886                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5887
5888                 /*
5889                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5890                  * should uncharge to->memory.
5891                  */
5892                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5893                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5894
5895                 mc.moved_swap = 0;
5896         }
5897         memcg_oom_recover(from);
5898         memcg_oom_recover(to);
5899         wake_up_all(&mc.waitq);
5900 }
5901
5902 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5903 {
5904         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5905
5906         /*
5907          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5908          * task migration.
5909          */
5910         mc.moving_task = NULL;
5911         __mem_cgroup_clear_mc();
5912         spin_lock(&mc.lock);
5913         mc.from = NULL;
5914         mc.to = NULL;
5915         mc.mm = NULL;
5916         spin_unlock(&mc.lock);
5917
5918         mmput(mm);
5919 }
5920
5921 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5922 {
5923         struct cgroup_subsys_state *css;
5924         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5925         struct mem_cgroup *from;
5926         struct task_struct *leader, *p;
5927         struct mm_struct *mm;
5928         unsigned long move_flags;
5929         int ret = 0;
5930
5931         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5932         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5933                 return 0;
5934
5935         /*
5936          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5937          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5938          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5939          * multiple.
5940          */
5941         p = NULL;
5942         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5943                 WARN_ON_ONCE(p);
5944                 p = leader;
5945                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5946         }
5947         if (!p)
5948                 return 0;
5949
5950         /*
5951          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5952          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5953          * So we need to save it, and keep it going.
5954          */
5955         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5956         if (!move_flags)
5957                 return 0;
5958
5959         from = mem_cgroup_from_task(p);
5960
5961         VM_BUG_ON(from == memcg);
5962
5963         mm = get_task_mm(p);
5964         if (!mm)
5965                 return 0;
5966         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5967         if (mm->owner == p) {
5968                 VM_BUG_ON(mc.from);
5969                 VM_BUG_ON(mc.to);
5970                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5971                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5972                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5973
5974                 spin_lock(&mc.lock);
5975                 mc.mm = mm;
5976                 mc.from = from;
5977                 mc.to = memcg;
5978                 mc.flags = move_flags;
5979                 spin_unlock(&mc.lock);
5980                 /* We set mc.moving_task later */
5981
5982                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5983                 if (ret)
5984                         mem_cgroup_clear_mc();
5985         } else {
5986                 mmput(mm);
5987         }
5988         return ret;
5989 }
5990
5991 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5992 {
5993         if (mc.to)
5994                 mem_cgroup_clear_mc();
5995 }
5996
5997 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5998                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5999                                 struct mm_walk *walk)
6000 {
6001         int ret = 0;
6002         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6003         pte_t *pte;
6004         spinlock_t *ptl;
6005         enum mc_target_type target_type;
6006         union mc_target target;
6007         struct page *page;
6008
6009         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6010         if (ptl) {
6011                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6012                         spin_unlock(ptl);
6013                         return 0;
6014                 }
6015                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6016                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6017                         page = target.page;
6018                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6019                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6020                                                              mc.from, mc.to)) {
6021                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6022                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6023                                 }
6024                                 putback_lru_page(page);
6025                         }
6026                         put_page(page);
6027                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6028                         page = target.page;
6029                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6030                                                      mc.from, mc.to)) {
6031                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6032                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6033                         }
6034                         put_page(page);
6035                 }
6036                 spin_unlock(ptl);
6037                 return 0;
6038         }
6039
6040         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6041                 return 0;
6042 retry:
6043         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6044         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6045                 pte_t ptent = *(pte++);
6046                 bool device = false;
6047                 swp_entry_t ent;
6048
6049                 if (!mc.precharge)
6050                         break;
6051
6052                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6053                 case MC_TARGET_DEVICE:
6054                         device = true;
6055                         fallthrough;
6056                 case MC_TARGET_PAGE:
6057                         page = target.page;
6058                         /*
6059                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6060                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6061                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6062                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6063                          */
6064                         if (PageTransCompound(page))
6065                                 goto put;
6066                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6067                                 goto put;
6068                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6069                                                 mc.from, mc.to)) {
6070                                 mc.precharge--;
6071                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6072                                 mc.moved_charge++;
6073                         }
6074                         if (!device)
6075                                 putback_lru_page(page);
6076 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6077                         put_page(page);
6078                         break;
6079                 case MC_TARGET_SWAP:
6080                         ent = target.ent;
6081                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6082                                 mc.precharge--;
6083                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6084                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6085                                 mc.moved_swap++;
6086                         }
6087                         break;
6088                 default:
6089                         break;
6090                 }
6091         }
6092         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6093         cond_resched();
6094
6095         if (addr != end) {
6096                 /*
6097                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6098                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6099                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6100                  * phase.
6101                  */
6102                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6103                 if (!ret)
6104                         goto retry;
6105         }
6106
6107         return ret;
6108 }
6109
6110 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6111         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6112 };
6113
6114 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6115 {
6116         lru_add_drain_all();
6117         /*
6118          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6119          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6120          * for already started RCU-only updates to finish.
6121          */
6122         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6123         synchronize_rcu();
6124 retry:
6125         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6126                 /*
6127                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6128                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6129                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6130                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6131                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6132                  */
6133                 __mem_cgroup_clear_mc();
6134                 cond_resched();
6135                 goto retry;
6136         }
6137         /*
6138          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6139          * additional charge, the page walk just aborts.
6140          */
6141         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6142                         NULL);
6143
6144         mmap_read_unlock(mc.mm);
6145         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6146 }
6147
6148 static void mem_cgroup_move_task(void)
6149 {
6150         if (mc.to) {
6151                 mem_cgroup_move_charge();
6152                 mem_cgroup_clear_mc();
6153         }
6154 }
6155 #else   /* !CONFIG_MMU */
6156 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6157 {
6158         return 0;
6159 }
6160 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6161 {
6162 }
6163 static void mem_cgroup_move_task(void)
6164 {
6165 }
6166 #endif
6167
6168 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6169 {
6170         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6171                 seq_puts(m, "max\n");
6172         else
6173                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6174
6175         return 0;
6176 }
6177
6178 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6179                                struct cftype *cft)
6180 {
6181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6182
6183         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6184 }
6185
6186 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6187 {
6188         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6189                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6190 }
6191
6192 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6193                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6194 {
6195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6196         unsigned long min;
6197         int err;
6198
6199         buf = strstrip(buf);
6200         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6201         if (err)
6202                 return err;
6203
6204         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6205
6206         return nbytes;
6207 }
6208
6209 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6210 {
6211         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6212                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6213 }
6214
6215 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6216                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6217 {
6218         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6219         unsigned long low;
6220         int err;
6221
6222         buf = strstrip(buf);
6223         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6224         if (err)
6225                 return err;
6226
6227         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6228
6229         return nbytes;
6230 }
6231
6232 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6233 {
6234         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6235                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6236 }
6237
6238 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6239                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6240 {
6241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6242         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6243         bool drained = false;
6244         unsigned long high;
6245         int err;
6246
6247         buf = strstrip(buf);
6248         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6249         if (err)
6250                 return err;
6251
6252         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6253
6254         for (;;) {
6255                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6256                 unsigned long reclaimed;
6257
6258                 if (nr_pages <= high)
6259                         break;
6260
6261                 if (signal_pending(current))
6262                         break;
6263
6264                 if (!drained) {
6265                         drain_all_stock(memcg);
6266                         drained = true;
6267                         continue;
6268                 }
6269
6270                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6271                                                          GFP_KERNEL, true);
6272
6273                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6274                         break;
6275         }
6276
6277         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6278         return nbytes;
6279 }
6280
6281 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6282 {
6283         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6284                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6285 }
6286
6287 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6288                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6289 {
6290         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6291         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6292         bool drained = false;
6293         unsigned long max;
6294         int err;
6295
6296         buf = strstrip(buf);
6297         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6298         if (err)
6299                 return err;
6300
6301         xchg(&memcg->memory.max, max);
6302
6303         for (;;) {
6304                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6305
6306                 if (nr_pages <= max)
6307                         break;
6308
6309                 if (signal_pending(current))
6310                         break;
6311
6312                 if (!drained) {
6313                         drain_all_stock(memcg);
6314                         drained = true;
6315                         continue;
6316                 }
6317
6318                 if (nr_reclaims) {
6319                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6320                                                           GFP_KERNEL, true))
6321                                 nr_reclaims--;
6322                         continue;
6323                 }
6324
6325                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6326                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6327                         break;
6328         }
6329
6330         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6331         return nbytes;
6332 }
6333
6334 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6335 {
6336         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6337         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6338         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6339         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6340         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6341                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6342 }
6343
6344 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6345 {
6346         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6347
6348         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6349         return 0;
6350 }
6351
6352 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6353 {
6354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6355
6356         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6357         return 0;
6358 }
6359
6360 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6361 {
6362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6363         char *buf;
6364
6365         buf = memory_stat_format(memcg);
6366         if (!buf)
6367                 return -ENOMEM;
6368         seq_puts(m, buf);
6369         kfree(buf);
6370         return 0;
6371 }
6372
6373 #ifdef CONFIG_NUMA
6374 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6375                                                      int item)
6376 {
6377         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6378 }
6379
6380 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6381 {
6382         int i;
6383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6384
6385         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6386                 int nid;
6387
6388                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6389                         continue;
6390
6391                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6392                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6393                         u64 size;
6394                         struct lruvec *lruvec;
6395
6396                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6397                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6398                                                         memory_stats[i].idx);
6399                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6400                 }
6401                 seq_putc(m, '\n');
6402         }
6403
6404         return 0;
6405 }
6406 #endif
6407
6408 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6409 {
6410         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6411
6412         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6413
6414         return 0;
6415 }
6416
6417 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6418                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6419 {
6420         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6421         int ret, oom_group;
6422
6423         buf = strstrip(buf);
6424         if (!buf)
6425                 return -EINVAL;
6426
6427         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6428         if (ret)
6429                 return ret;
6430
6431         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6432                 return -EINVAL;
6433
6434         memcg->oom_group = oom_group;
6435
6436         return nbytes;
6437 }
6438
6439 static struct cftype memory_files[] = {
6440         {
6441                 .name = "current",
6442                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6443                 .read_u64 = memory_current_read,
6444         },
6445         {
6446                 .name = "min",
6447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6448                 .seq_show = memory_min_show,
6449                 .write = memory_min_write,
6450         },
6451         {
6452                 .name = "low",
6453                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6454                 .seq_show = memory_low_show,
6455                 .write = memory_low_write,
6456         },
6457         {
6458                 .name = "high",
6459                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6460                 .seq_show = memory_high_show,
6461                 .write = memory_high_write,
6462         },
6463         {
6464                 .name = "max",
6465                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6466                 .seq_show = memory_max_show,
6467                 .write = memory_max_write,
6468         },
6469         {
6470                 .name = "events",
6471                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6472                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6473                 .seq_show = memory_events_show,
6474         },
6475         {
6476                 .name = "events.local",
6477                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6478                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6479                 .seq_show = memory_events_local_show,
6480         },
6481         {
6482                 .name = "stat",
6483                 .seq_show = memory_stat_show,
6484         },
6485 #ifdef CONFIG_NUMA
6486         {
6487                 .name = "numa_stat",
6488                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6489         },
6490 #endif
6491         {
6492                 .name = "oom.group",
6493                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6494                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6495                 .write = memory_oom_group_write,
6496         },
6497         { }     /* terminate */
6498 };
6499
6500 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6501         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6502         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6503         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6504         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6505         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6506         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6507         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6508         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6509         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6510         .dfl_cftypes = memory_files,
6511         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6512         .early_init = 0,
6513 };
6514
6515 /*
6516  * This function calculates an individual cgroup's effective
6517  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6518  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6519  * distribution in the tree.
6520  *
6521  * The following rules apply to the effective protection values:
6522  *
6523  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6524  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6525  *
6526  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6527  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6528  *    parent's effective protection.
6529  *
6530  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6531  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6532  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6533  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6534  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6535  *
6536  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6537  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6538  *    the unused remainder is available to its siblings.
6539  *
6540  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6541  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6542  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6543  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6544  *
6545  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6546  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6547  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6548  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6549  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6550  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6551  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6552  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6553  *
6554  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6555  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6556  * neighboring subtrees.
6557  */
6558 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6559                                           unsigned long parent_usage,
6560                                           unsigned long setting,
6561                                           unsigned long parent_effective,
6562                                           unsigned long siblings_protected)
6563 {
6564         unsigned long protected;
6565         unsigned long ep;
6566
6567         protected = min(usage, setting);
6568         /*
6569          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6570          * protection then what the parent affords them, distribute
6571          * shares in proportion to utilization.
6572          *
6573          * We are using actual utilization rather than the statically
6574          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6575          * but unused protection is available to siblings that would
6576          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6577          */
6578         if (siblings_protected > parent_effective)
6579                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6580
6581         /*
6582          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6583          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6584          * and utilizes is effectively protected.
6585          *
6586          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6587          * will apply pressure in proportion to that amount.
6588          *
6589          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6590          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6591          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6592          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6593          * protection is always dependent on how memory is actually
6594          * consumed among the siblings anyway.
6595          */
6596         ep = protected;
6597
6598         /*
6599          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6600          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6601          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6602          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6603          * other compete freely over the allowance, but they are
6604          * collectively protected from neighboring trees.
6605          *
6606          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6607          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6608          * the same bytes twice.
6609          *
6610          * Check both usage and parent_usage against the respective
6611          * protected values. One should imply the other, but they
6612          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6613          */
6614         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6615                 return ep;
6616         if (parent_effective > siblings_protected &&
6617             parent_usage > siblings_protected &&
6618             usage > protected) {
6619                 unsigned long unclaimed;
6620
6621                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6622                 unclaimed *= usage - protected;
6623                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6624
6625                 ep += unclaimed;
6626         }
6627
6628         return ep;
6629 }
6630
6631 /**
6632  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6633  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6634  * @memcg: the memory cgroup to check
6635  *
6636  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6637  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6638  */
6639 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6640                                      struct mem_cgroup *memcg)
6641 {
6642         unsigned long usage, parent_usage;
6643         struct mem_cgroup *parent;
6644
6645         if (mem_cgroup_disabled())
6646                 return;
6647
6648         if (!root)
6649                 root = root_mem_cgroup;
6650
6651         /*
6652          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6653          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6654          * details.
6655          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6656          * that special casing.
6657          */
6658         if (memcg == root)
6659                 return;
6660
6661         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6662         if (!usage)
6663                 return;
6664
6665         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6666         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6667         if (!parent)
6668                 return;
6669
6670         if (parent == root) {
6671                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6672                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6673                 return;
6674         }
6675
6676         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6677
6678         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6679                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6680                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6681                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6682
6683         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6684                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6685                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6686                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6687 }
6688
6689 /**
6690  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6691  * @page: page to charge
6692  * @mm: mm context of the victim
6693  * @gfp_mask: reclaim mode
6694  *
6695  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6696  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6697  *
6698  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6699  */
6700 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6701 {
6702         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6703         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6704         int ret = 0;
6705
6706         if (mem_cgroup_disabled())
6707                 goto out;
6708
6709         if (PageSwapCache(page)) {
6710                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6711                 unsigned short id;
6712
6713                 /*
6714                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6715                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6716                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6717                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6718                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6719                  */
6720                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6721                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6722                         goto out;
6723
6724                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6725                 rcu_read_lock();
6726                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6727                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6728                         memcg = NULL;
6729                 rcu_read_unlock();
6730         }
6731
6732         if (!memcg)
6733                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6734
6735         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6736         if (ret)
6737                 goto out_put;
6738
6739         css_get(&memcg->css);
6740         commit_charge(page, memcg);
6741
6742         local_irq_disable();
6743         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6744         memcg_check_events(memcg, page);
6745         local_irq_enable();
6746
6747         /*
6748          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6749          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6750          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6751          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6752          * the entire time.
6753          *
6754          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6755          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6756          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6757          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6758          */
6759         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6760                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6761                 /*
6762                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6763                  * let's not wait for it.  The page already received a
6764                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6765                  */
6766                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6767         }
6768
6769 out_put:
6770         css_put(&memcg->css);
6771 out:
6772         return ret;
6773 }
6774
6775 struct uncharge_gather {
6776         struct mem_cgroup *memcg;
6777         unsigned long nr_pages;
6778         unsigned long pgpgout;
6779         unsigned long nr_kmem;
6780         struct page *dummy_page;
6781 };
6782
6783 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6784 {
6785         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6786 }
6787
6788 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6789 {
6790         unsigned long flags;
6791
6792         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6793                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6794                 if (do_memsw_account())
6795                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6796                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6797                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6798                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6799         }
6800
6801         local_irq_save(flags);
6802         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6803         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6804         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6805         local_irq_restore(flags);
6806
6807         /* drop reference from uncharge_page */
6808         css_put(&ug->memcg->css);
6809 }
6810
6811 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6812 {
6813         unsigned long nr_pages;
6814
6815         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6816
6817         if (!page_memcg(page))
6818                 return;
6819
6820         /*
6821          * Nobody should be changing or seriously looking at
6822          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6823          * exclusive access to the page.
6824          */
6825
6826         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6827                 if (ug->memcg) {
6828                         uncharge_batch(ug);
6829                         uncharge_gather_clear(ug);
6830                 }
6831                 ug->memcg = page_memcg(page);
6832
6833                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6834                 css_get(&ug->memcg->css);
6835         }
6836
6837         nr_pages = compound_nr(page);
6838         ug->nr_pages += nr_pages;
6839
6840         if (PageMemcgKmem(page))
6841                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6842         else
6843                 ug->pgpgout++;
6844
6845         ug->dummy_page = page;
6846         page->memcg_data = 0;
6847         css_put(&ug->memcg->css);
6848 }
6849
6850 /**
6851  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6852  * @page: page to uncharge
6853  *
6854  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6855  */
6856 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6857 {
6858         struct uncharge_gather ug;
6859
6860         if (mem_cgroup_disabled())
6861                 return;
6862
6863         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6864         if (!page_memcg(page))
6865                 return;
6866
6867         uncharge_gather_clear(&ug);
6868         uncharge_page(page, &ug);
6869         uncharge_batch(&ug);
6870 }
6871
6872 /**
6873  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6874  * @page_list: list of pages to uncharge
6875  *
6876  * Uncharge a list of pages previously charged with
6877  * mem_cgroup_charge().
6878  */
6879 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6880 {
6881         struct uncharge_gather ug;
6882         struct page *page;
6883
6884         if (mem_cgroup_disabled())
6885                 return;
6886
6887         uncharge_gather_clear(&ug);
6888         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6889                 uncharge_page(page, &ug);
6890         if (ug.memcg)
6891                 uncharge_batch(&ug);
6892 }
6893
6894 /**
6895  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6896  * @oldpage: currently circulating page
6897  * @newpage: replacement page
6898  *
6899  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6900  * be uncharged upon free.
6901  *
6902  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6903  */
6904 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6905 {
6906         struct mem_cgroup *memcg;
6907         unsigned int nr_pages;
6908         unsigned long flags;
6909
6910         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6911         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6912         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6913         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6914                        newpage);
6915
6916         if (mem_cgroup_disabled())
6917                 return;
6918
6919         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6920         if (page_memcg(newpage))
6921                 return;
6922
6923         memcg = page_memcg(oldpage);
6924         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6925         if (!memcg)
6926                 return;
6927
6928         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6929         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6930
6931         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6932         if (do_memsw_account())
6933                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6934
6935         css_get(&memcg->css);
6936         commit_charge(newpage, memcg);
6937
6938         local_irq_save(flags);
6939         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6940         memcg_check_events(memcg, newpage);
6941         local_irq_restore(flags);
6942 }
6943
6944 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6945 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6946
6947 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6948 {
6949         struct mem_cgroup *memcg;
6950
6951         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6952                 return;
6953
6954         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6955         if (in_interrupt())
6956                 return;
6957
6958         rcu_read_lock();
6959         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6960         if (memcg == root_mem_cgroup)
6961                 goto out;
6962         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6963                 goto out;
6964         if (css_tryget(&memcg->css))
6965                 sk->sk_memcg = memcg;
6966 out:
6967         rcu_read_unlock();
6968 }
6969
6970 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6971 {
6972         if (sk->sk_memcg)
6973                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6974 }
6975
6976 /**
6977  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6978  * @memcg: memcg to charge
6979  * @nr_pages: number of pages to charge
6980  *
6981  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6982  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6983  */
6984 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6985 {
6986         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6987
6988         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6989                 struct page_counter *fail;
6990
6991                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6992                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6993                         return true;
6994                 }
6995                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6996                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6997                 return false;
6998         }
6999
7000         /* Don't block in the packet receive path */
7001         if (in_softirq())
7002                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7003
7004         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7005
7006         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7007                 return true;
7008
7009         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7010         return false;
7011 }
7012
7013 /**
7014  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7015  * @memcg: memcg to uncharge
7016  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7017  */
7018 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7019 {
7020         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7021                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7022                 return;
7023         }
7024
7025         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7026
7027         refill_stock(memcg, nr_pages);
7028 }
7029
7030 static int __init cgroup_memory(char *s)
7031 {
7032         char *token;
7033
7034         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7035                 if (!*token)
7036                         continue;
7037                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7038                         cgroup_memory_nosocket = true;
7039                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7040                         cgroup_memory_nokmem = true;
7041         }
7042         return 0;
7043 }
7044 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7045
7046 /*
7047  * subsys_initcall() for memory controller.
7048  *
7049  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7050  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7051  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7052  * should be initialized from here.
7053  */
7054 static int __init mem_cgroup_init(void)
7055 {
7056         int cpu, node;
7057
7058         /*
7059          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7060          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7061          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7062          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7063          */
7064         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7065
7066         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7067                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7068
7069         for_each_possible_cpu(cpu)
7070                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7071                           drain_local_stock);
7072
7073         for_each_node(node) {
7074                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7075
7076                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7077                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7078
7079                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7080                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7081                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7082                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7083         }
7084
7085         return 0;
7086 }
7087 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7088
7089 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7090 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7091 {
7092         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7093                 /*
7094                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7095                  * always be >= 1.
7096                  */
7097                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7098                         VM_BUG_ON(1);
7099                         break;
7100                 }
7101                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7102                 if (!memcg)
7103                         memcg = root_mem_cgroup;
7104         }
7105         return memcg;
7106 }
7107
7108 /**
7109  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7110  * @page: page whose memsw charge to transfer
7111  * @entry: swap entry to move the charge to
7112  *
7113  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7114  */
7115 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7116 {
7117         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7118         unsigned int nr_entries;
7119         unsigned short oldid;
7120
7121         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7122         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7123
7124         if (mem_cgroup_disabled())
7125                 return;
7126
7127         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7128                 return;
7129
7130         memcg = page_memcg(page);
7131
7132         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7133         if (!memcg)
7134                 return;
7135
7136         /*
7137          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7138          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7139          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7140          */
7141         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7142         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7143         /* Get references for the tail pages, too */
7144         if (nr_entries > 1)
7145                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7146         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7147                                    nr_entries);
7148         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7149         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7150
7151         page->memcg_data = 0;
7152
7153         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7154                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7155
7156         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7157                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7158                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7159                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7160         }
7161
7162         /*
7163          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7164          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7165          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7166          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7167          */
7168         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7169         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7170         memcg_check_events(memcg, page);
7171
7172         css_put(&memcg->css);
7173 }
7174
7175 /**
7176  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7177  * @page: page being added to swap
7178  * @entry: swap entry to charge
7179  *
7180  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7181  *
7182  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7183  */
7184 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7185 {
7186         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7187         struct page_counter *counter;
7188         struct mem_cgroup *memcg;
7189         unsigned short oldid;
7190
7191         if (mem_cgroup_disabled())
7192                 return 0;
7193
7194         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7195                 return 0;
7196
7197         memcg = page_memcg(page);
7198
7199         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7200         if (!memcg)
7201                 return 0;
7202
7203         if (!entry.val) {
7204                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7205                 return 0;
7206         }
7207
7208         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7209
7210         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7211             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7212                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7213                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7214                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7215                 return -ENOMEM;
7216         }
7217
7218         /* Get references for the tail pages, too */
7219         if (nr_pages > 1)
7220                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7221         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7222         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7223         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7224
7225         return 0;
7226 }
7227
7228 /**
7229  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7230  * @entry: swap entry to uncharge
7231  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7232  */
7233 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7234 {
7235         struct mem_cgroup *memcg;
7236         unsigned short id;
7237
7238         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7239         rcu_read_lock();
7240         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7241         if (memcg) {
7242                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7243                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7244                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7245                         else
7246                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7247                 }
7248                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7249                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7250         }
7251         rcu_read_unlock();
7252 }
7253
7254 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7255 {
7256         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7257
7258         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7259                 return nr_swap_pages;
7260         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7261                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7262                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7263                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7264         return nr_swap_pages;
7265 }
7266
7267 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7268 {
7269         struct mem_cgroup *memcg;
7270
7271         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7272
7273         if (vm_swap_full())
7274                 return true;
7275         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7276                 return false;
7277
7278         memcg = page_memcg(page);
7279         if (!memcg)
7280                 return false;
7281
7282         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7283                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7284
7285                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7286                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7287                         return true;
7288         }
7289
7290         return false;
7291 }
7292
7293 static int __init setup_swap_account(char *s)
7294 {
7295         if (!strcmp(s, "1"))
7296                 cgroup_memory_noswap = false;
7297         else if (!strcmp(s, "0"))
7298                 cgroup_memory_noswap = true;
7299         return 1;
7300 }
7301 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7302
7303 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7304                              struct cftype *cft)
7305 {
7306         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7307
7308         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7309 }
7310
7311 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7312 {
7313         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7314                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7315 }
7316
7317 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7318                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7319 {
7320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7321         unsigned long high;
7322         int err;
7323
7324         buf = strstrip(buf);
7325         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7326         if (err)
7327                 return err;
7328
7329         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7330
7331         return nbytes;
7332 }
7333
7334 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7335 {
7336         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7337                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7338 }
7339
7340 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7341                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7342 {
7343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7344         unsigned long max;
7345         int err;
7346
7347         buf = strstrip(buf);
7348         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7349         if (err)
7350                 return err;
7351
7352         xchg(&memcg->swap.max, max);
7353
7354         return nbytes;
7355 }
7356
7357 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7358 {
7359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7360
7361         seq_printf(m, "high %lu\n",
7362                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7363         seq_printf(m, "max %lu\n",
7364                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7365         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7366                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7367
7368         return 0;
7369 }
7370
7371 static struct cftype swap_files[] = {
7372         {
7373                 .name = "swap.current",
7374                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7375                 .read_u64 = swap_current_read,
7376         },
7377         {
7378                 .name = "swap.high",
7379                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7380                 .seq_show = swap_high_show,
7381                 .write = swap_high_write,
7382         },
7383         {
7384                 .name = "swap.max",
7385                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7386                 .seq_show = swap_max_show,
7387                 .write = swap_max_write,
7388         },
7389         {
7390                 .name = "swap.events",
7391                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7392                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7393                 .seq_show = swap_events_show,
7394         },
7395         { }     /* terminate */
7396 };
7397
7398 static struct cftype memsw_files[] = {
7399         {
7400                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7401                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7402                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7403         },
7404         {
7405                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7406                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7407                 .write = mem_cgroup_reset,
7408                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7409         },
7410         {
7411                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7412                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7413                 .write = mem_cgroup_write,
7414                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7415         },
7416         {
7417                 .name = "memsw.failcnt",
7418                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7419                 .write = mem_cgroup_reset,
7420                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7421         },
7422         { },    /* terminate */
7423 };
7424
7425 /*
7426  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7427  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7428  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7429  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7430  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7431  */
7432 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7433 {
7434         /* No memory control -> no swap control */
7435         if (mem_cgroup_disabled())
7436                 cgroup_memory_noswap = true;
7437
7438         if (cgroup_memory_noswap)
7439                 return 0;
7440
7441         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7442         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7443
7444         return 0;
7445 }
7446 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7447
7448 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */