Merge tag 'icc-6.7-rc5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/djakov/icc...
[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/memremap.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/swap_cgroup.h>
59 #include <linux/cpu.h>
60 #include <linux/oom.h>
61 #include <linux/lockdep.h>
62 #include <linux/file.h>
63 #include <linux/resume_user_mode.h>
64 #include <linux/psi.h>
65 #include <linux/seq_buf.h>
66 #include <linux/sched/isolation.h>
67 #include "internal.h"
68 #include <net/sock.h>
69 #include <net/ip.h>
70 #include "slab.h"
71 #include "swap.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
83 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
84 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
85
86 /* Socket memory accounting disabled? */
87 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
88
89 /* Kernel memory accounting disabled? */
90 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
91
92 /* BPF memory accounting disabled? */
93 static bool cgroup_memory_nobpf __ro_after_init;
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);
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_soft_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         _KMEM,
211         _TCP,
212 };
213
214 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
215 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
216 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool task_is_dying(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
250 }
251
252 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT 0
253 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG (1UL << CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT)
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
257
258 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
259 {
260         return cgroup_memory_nokmem;
261 }
262
263 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
264                                       unsigned int nr_pages);
265
266 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
267 {
268         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
269         unsigned int nr_bytes;
270         unsigned int nr_pages;
271         unsigned long flags;
272
273         /*
274          * At this point all allocated objects are freed, and
275          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
276          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
277          *
278          * The following sequence can lead to it:
279          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
280          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
281          *          PAGE_SIZE bytes are charged
282          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
283          *          the stock if flushed,
284          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
285          * 5) CPU0: we do release this object,
286          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
287          * 6) CPU0: stock is flushed,
288          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
289          *
290          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
291          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
292          */
293         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
294         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
295         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
296
297         if (nr_pages)
298                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
299
300         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
301         list_del(&objcg->list);
302         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
303
304         percpu_ref_exit(ref);
305         kfree_rcu(objcg, rcu);
306 }
307
308 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
309 {
310         struct obj_cgroup *objcg;
311         int ret;
312
313         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
314         if (!objcg)
315                 return NULL;
316
317         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
318                               GFP_KERNEL);
319         if (ret) {
320                 kfree(objcg);
321                 return NULL;
322         }
323         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
324         return objcg;
325 }
326
327 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
328                                   struct mem_cgroup *parent)
329 {
330         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
331
332         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
333
334         spin_lock_irq(&objcg_lock);
335
336         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
337         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
338         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
339         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
340                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
341         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
342         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
343
344         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
345
346         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
347 }
348
349 /*
350  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
351  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
352  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
353  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
354  */
355 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_online_key);
356 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_online_key);
357
358 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_bpf_enabled_key);
359 EXPORT_SYMBOL(memcg_bpf_enabled_key);
360 #endif
361
362 /**
363  * mem_cgroup_css_from_folio - css of the memcg associated with a folio
364  * @folio: folio of interest
365  *
366  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
367  * with @folio is returned.  The returned css remains associated with @folio
368  * until it is released.
369  *
370  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
371  * is returned.
372  */
373 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_folio(struct folio *folio)
374 {
375         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
376
377         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
378                 memcg = root_mem_cgroup;
379
380         return &memcg->css;
381 }
382
383 /**
384  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
385  * @page: the page
386  *
387  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
388  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
389  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
390  *
391  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
392  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
393  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
394  * do not care (such as procfs interfaces).
395  */
396 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
397 {
398         struct mem_cgroup *memcg;
399         unsigned long ino = 0;
400
401         rcu_read_lock();
402         /* page_folio() is racy here, but the entire function is racy anyway */
403         memcg = folio_memcg_check(page_folio(page));
404
405         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
406                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
407         if (memcg)
408                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
409         rcu_read_unlock();
410         return ino;
411 }
412
413 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
414                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
415                                          unsigned long new_usage_in_excess)
416 {
417         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
418         struct rb_node *parent = NULL;
419         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
420         bool rightmost = true;
421
422         if (mz->on_tree)
423                 return;
424
425         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
426         if (!mz->usage_in_excess)
427                 return;
428         while (*p) {
429                 parent = *p;
430                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
431                                         tree_node);
432                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
433                         p = &(*p)->rb_left;
434                         rightmost = false;
435                 } else {
436                         p = &(*p)->rb_right;
437                 }
438         }
439
440         if (rightmost)
441                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
442
443         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
444         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = true;
446 }
447
448 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
449                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
450 {
451         if (!mz->on_tree)
452                 return;
453
454         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
455                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
456
457         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
458         mz->on_tree = false;
459 }
460
461 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
462                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
463 {
464         unsigned long flags;
465
466         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
467         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
468         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
469 }
470
471 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
472 {
473         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
474         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
475         unsigned long excess = 0;
476
477         if (nr_pages > soft_limit)
478                 excess = nr_pages - soft_limit;
479
480         return excess;
481 }
482
483 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
484 {
485         unsigned long excess;
486         struct mem_cgroup_per_node *mz;
487         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
488
489         if (lru_gen_enabled()) {
490                 if (soft_limit_excess(memcg))
491                         lru_gen_soft_reclaim(memcg, nid);
492                 return;
493         }
494
495         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
496         if (!mctz)
497                 return;
498         /*
499          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
500          * because their event counter is not touched.
501          */
502         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
503                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
504                 excess = soft_limit_excess(memcg);
505                 /*
506                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
507                  * mem is over its softlimit.
508                  */
509                 if (excess || mz->on_tree) {
510                         unsigned long flags;
511
512                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
513                         /* if on-tree, remove it */
514                         if (mz->on_tree)
515                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
516                         /*
517                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
518                          * If excess is 0, no tree ops.
519                          */
520                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
521                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
522                 }
523         }
524 }
525
526 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
527 {
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz;
530         int nid;
531
532         for_each_node(nid) {
533                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
534                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
535                 if (mctz)
536                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
537         }
538 }
539
540 static struct mem_cgroup_per_node *
541 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
542 {
543         struct mem_cgroup_per_node *mz;
544
545 retry:
546         mz = NULL;
547         if (!mctz->rb_rightmost)
548                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
549
550         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
551                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
552         /*
553          * Remove the node now but someone else can add it back,
554          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
555          * position in the tree.
556          */
557         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
558         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
559             !css_tryget(&mz->memcg->css))
560                 goto retry;
561 done:
562         return mz;
563 }
564
565 static struct mem_cgroup_per_node *
566 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
567 {
568         struct mem_cgroup_per_node *mz;
569
570         spin_lock_irq(&mctz->lock);
571         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
572         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
573         return mz;
574 }
575
576 /*
577  * memcg and lruvec stats flushing
578  *
579  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
580  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
581  * flushing the kernel does:
582  *
583  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
584  *    rstat update tree grow unbounded.
585  *
586  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
587  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
588  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
589  *    only for 2 seconds due to (1).
590  */
591 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
592 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
593 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
594 static atomic_t stats_flush_ongoing = ATOMIC_INIT(0);
595 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
596 static u64 flush_next_time;
597
598 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
599
600 /*
601  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
602  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
603  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
604  * is sufficient.
605  */
606 static void memcg_stats_lock(void)
607 {
608         preempt_disable_nested();
609         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
610 }
611
612 static void __memcg_stats_lock(void)
613 {
614         preempt_disable_nested();
615 }
616
617 static void memcg_stats_unlock(void)
618 {
619         preempt_enable_nested();
620 }
621
622 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
623 {
624         unsigned int x;
625
626         if (!val)
627                 return;
628
629         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
630
631         x = __this_cpu_add_return(stats_updates, abs(val));
632         if (x > MEMCG_CHARGE_BATCH) {
633                 /*
634                  * If stats_flush_threshold exceeds the threshold
635                  * (>num_online_cpus()), cgroup stats update will be triggered
636                  * in __mem_cgroup_flush_stats(). Increasing this var further
637                  * is redundant and simply adds overhead in atomic update.
638                  */
639                 if (atomic_read(&stats_flush_threshold) <= num_online_cpus())
640                         atomic_add(x / MEMCG_CHARGE_BATCH, &stats_flush_threshold);
641                 __this_cpu_write(stats_updates, 0);
642         }
643 }
644
645 static void do_flush_stats(void)
646 {
647         /*
648          * We always flush the entire tree, so concurrent flushers can just
649          * skip. This avoids a thundering herd problem on the rstat global lock
650          * from memcg flushers (e.g. reclaim, refault, etc).
651          */
652         if (atomic_read(&stats_flush_ongoing) ||
653             atomic_xchg(&stats_flush_ongoing, 1))
654                 return;
655
656         WRITE_ONCE(flush_next_time, jiffies_64 + 2*FLUSH_TIME);
657
658         cgroup_rstat_flush(root_mem_cgroup->css.cgroup);
659
660         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
661         atomic_set(&stats_flush_ongoing, 0);
662 }
663
664 void mem_cgroup_flush_stats(void)
665 {
666         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
667                 do_flush_stats();
668 }
669
670 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(void)
671 {
672         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_next_time)))
673                 mem_cgroup_flush_stats();
674 }
675
676 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
677 {
678         /*
679          * Always flush here so that flushing in latency-sensitive paths is
680          * as cheap as possible.
681          */
682         do_flush_stats();
683         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
684 }
685
686 /* Subset of vm_event_item to report for memcg event stats */
687 static const unsigned int memcg_vm_event_stat[] = {
688         PGPGIN,
689         PGPGOUT,
690         PGSCAN_KSWAPD,
691         PGSCAN_DIRECT,
692         PGSCAN_KHUGEPAGED,
693         PGSTEAL_KSWAPD,
694         PGSTEAL_DIRECT,
695         PGSTEAL_KHUGEPAGED,
696         PGFAULT,
697         PGMAJFAULT,
698         PGREFILL,
699         PGACTIVATE,
700         PGDEACTIVATE,
701         PGLAZYFREE,
702         PGLAZYFREED,
703 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
704         ZSWPIN,
705         ZSWPOUT,
706 #endif
707 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
708         THP_FAULT_ALLOC,
709         THP_COLLAPSE_ALLOC,
710         THP_SWPOUT,
711         THP_SWPOUT_FALLBACK,
712 #endif
713 };
714
715 #define NR_MEMCG_EVENTS ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat)
716 static int mem_cgroup_events_index[NR_VM_EVENT_ITEMS] __read_mostly;
717
718 static void init_memcg_events(void)
719 {
720         int i;
721
722         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; ++i)
723                 mem_cgroup_events_index[memcg_vm_event_stat[i]] = i + 1;
724 }
725
726 static inline int memcg_events_index(enum vm_event_item idx)
727 {
728         return mem_cgroup_events_index[idx] - 1;
729 }
730
731 struct memcg_vmstats_percpu {
732         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
733         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
734         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
735
736         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
737         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
738         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
739
740         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
741         unsigned long           nr_page_events;
742         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
743 };
744
745 struct memcg_vmstats {
746         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
747         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
748         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
749
750         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
751         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
752         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
753
754         /* Pending child counts during tree propagation */
755         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
756         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
757 };
758
759 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
760 {
761         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
762 #ifdef CONFIG_SMP
763         if (x < 0)
764                 x = 0;
765 #endif
766         return x;
767 }
768
769 static int memcg_page_state_unit(int item);
770
771 /*
772  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
773  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
774  */
775 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
776 {
777         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
778
779         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
780                 return val;
781         else
782                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
783 }
784
785 /**
786  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
787  * @memcg: the memory cgroup
788  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
789  * @val: delta to add to the counter, can be negative
790  */
791 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
792 {
793         if (mem_cgroup_disabled())
794                 return;
795
796         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
797         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
798 }
799
800 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
801 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
802 {
803         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
804
805 #ifdef CONFIG_SMP
806         if (x < 0)
807                 x = 0;
808 #endif
809         return x;
810 }
811
812 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
813                               int val)
814 {
815         struct mem_cgroup_per_node *pn;
816         struct mem_cgroup *memcg;
817
818         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
819         memcg = pn->memcg;
820
821         /*
822          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
823          * update their counter from in-interrupt context. For these two
824          * counters we check that the update is never performed from an
825          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
826          */
827         __memcg_stats_lock();
828         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
829                 switch (idx) {
830                 case NR_ANON_MAPPED:
831                 case NR_FILE_MAPPED:
832                 case NR_ANON_THPS:
833                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
834                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
835                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
836                         break;
837                 default:
838                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
839                 }
840         }
841
842         /* Update memcg */
843         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
844
845         /* Update lruvec */
846         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
847
848         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
849         memcg_stats_unlock();
850 }
851
852 /**
853  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
854  * @lruvec: the lruvec
855  * @idx: the stat item
856  * @val: delta to add to the counter, can be negative
857  *
858  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
859  * function updates the all three counters that are affected by a
860  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
861  */
862 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
863                         int val)
864 {
865         /* Update node */
866         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
867
868         /* Update memcg and lruvec */
869         if (!mem_cgroup_disabled())
870                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
871 }
872
873 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
874                              int val)
875 {
876         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
877         struct mem_cgroup *memcg;
878         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
879         struct lruvec *lruvec;
880
881         rcu_read_lock();
882         memcg = page_memcg(head);
883         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
884         if (!memcg) {
885                 rcu_read_unlock();
886                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
887                 return;
888         }
889
890         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
891         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
892         rcu_read_unlock();
893 }
894 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
895
896 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
897 {
898         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
899         struct mem_cgroup *memcg;
900         struct lruvec *lruvec;
901
902         rcu_read_lock();
903         memcg = mem_cgroup_from_slab_obj(p);
904
905         /*
906          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
907          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
908          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
909          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
910          */
911         if (!memcg) {
912                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
913         } else {
914                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
915                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
916         }
917         rcu_read_unlock();
918 }
919
920 /**
921  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
922  * @memcg: the memory cgroup
923  * @idx: the event item
924  * @count: the number of events that occurred
925  */
926 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
927                           unsigned long count)
928 {
929         int index = memcg_events_index(idx);
930
931         if (mem_cgroup_disabled() || index < 0)
932                 return;
933
934         memcg_stats_lock();
935         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[index], count);
936         memcg_rstat_updated(memcg, count);
937         memcg_stats_unlock();
938 }
939
940 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
941 {
942         int index = memcg_events_index(event);
943
944         if (index < 0)
945                 return 0;
946         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events[index]);
947 }
948
949 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
950 {
951         int index = memcg_events_index(event);
952
953         if (index < 0)
954                 return 0;
955
956         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events_local[index]);
957 }
958
959 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
960                                          int nr_pages)
961 {
962         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
963         if (nr_pages > 0)
964                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
965         else {
966                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
967                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
968         }
969
970         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
971 }
972
973 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
974                                        enum mem_cgroup_events_target target)
975 {
976         unsigned long val, next;
977
978         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
979         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
980         /* from time_after() in jiffies.h */
981         if ((long)(next - val) < 0) {
982                 switch (target) {
983                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
984                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
985                         break;
986                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
987                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
988                         break;
989                 default:
990                         break;
991                 }
992                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
993                 return true;
994         }
995         return false;
996 }
997
998 /*
999  * Check events in order.
1000  *
1001  */
1002 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1003 {
1004         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1005                 return;
1006
1007         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1008         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1009                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1010                 bool do_softlimit;
1011
1012                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1013                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1014                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1015                 if (unlikely(do_softlimit))
1016                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
1017         }
1018 }
1019
1020 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1021 {
1022         /*
1023          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1024          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1025          * So this can be called with p == NULL.
1026          */
1027         if (unlikely(!p))
1028                 return NULL;
1029
1030         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1033
1034 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1035 {
1036         if (!in_task())
1037                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1038         else
1039                 return current->active_memcg;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1044  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1045  *
1046  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
1047  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
1048  * 1) The active memcg, if set.
1049  * 2) current->mm->memcg, if available
1050  * 3) root memcg
1051  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg;
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         /*
1061          * Page cache insertions can happen without an
1062          * actual mm context, e.g. during disk probing
1063          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1064          *
1065          * No need to css_get on root memcg as the reference
1066          * counting is disabled on the root level in the
1067          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
1068          */
1069         if (unlikely(!mm)) {
1070                 memcg = active_memcg();
1071                 if (unlikely(memcg)) {
1072                         /* remote memcg must hold a ref */
1073                         css_get(&memcg->css);
1074                         return memcg;
1075                 }
1076                 mm = current->mm;
1077                 if (unlikely(!mm))
1078                         return root_mem_cgroup;
1079         }
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         do {
1083                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1084                 if (unlikely(!memcg))
1085                         memcg = root_mem_cgroup;
1086         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1087         rcu_read_unlock();
1088         return memcg;
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1091
1092 /**
1093  * get_mem_cgroup_from_current - Obtain a reference on current task's memcg.
1094  */
1095 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1096 {
1097         struct mem_cgroup *memcg;
1098
1099         if (mem_cgroup_disabled())
1100                 return NULL;
1101
1102 again:
1103         rcu_read_lock();
1104         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
1105         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
1106                 rcu_read_unlock();
1107                 goto again;
1108         }
1109         rcu_read_unlock();
1110         return memcg;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1115  * @root: hierarchy root
1116  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1117  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1118  *
1119  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1120  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1121  *
1122  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1123  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1124  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1125  *
1126  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1127  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1128  * same node.
1129  */
1130 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1131                                    struct mem_cgroup *prev,
1132                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1133 {
1134         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1135         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1136         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1137         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1138
1139         if (mem_cgroup_disabled())
1140                 return NULL;
1141
1142         if (!root)
1143                 root = root_mem_cgroup;
1144
1145         rcu_read_lock();
1146
1147         if (reclaim) {
1148                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1149
1150                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1151                 iter = &mz->iter;
1152
1153                 /*
1154                  * On start, join the current reclaim iteration cycle.
1155                  * Exit when a concurrent walker completes it.
1156                  */
1157                 if (!prev)
1158                         reclaim->generation = iter->generation;
1159                 else if (reclaim->generation != iter->generation)
1160                         goto out_unlock;
1161
1162                 while (1) {
1163                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1164                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1165                                 break;
1166                         /*
1167                          * css reference reached zero, so iter->position will
1168                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1169                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1170                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1171                          * might block it. So we clear iter->position right
1172                          * away.
1173                          */
1174                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1175                 }
1176         } else if (prev) {
1177                 pos = prev;
1178         }
1179
1180         if (pos)
1181                 css = &pos->css;
1182
1183         for (;;) {
1184                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1185                 if (!css) {
1186                         /*
1187                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1188                          * new one might jump in right at the end of
1189                          * the hierarchy - make sure they see at least
1190                          * one group and restart from the beginning.
1191                          */
1192                         if (!prev)
1193                                 continue;
1194                         break;
1195                 }
1196
1197                 /*
1198                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1199                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1200                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1201                  */
1202                 if (css == &root->css || css_tryget(css)) {
1203                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1204                         break;
1205                 }
1206         }
1207
1208         if (reclaim) {
1209                 /*
1210                  * The position could have already been updated by a competing
1211                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1212                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1213                  */
1214                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1215
1216                 if (pos)
1217                         css_put(&pos->css);
1218
1219                 if (!memcg)
1220                         iter->generation++;
1221         }
1222
1223 out_unlock:
1224         rcu_read_unlock();
1225         if (prev && prev != root)
1226                 css_put(&prev->css);
1227
1228         return memcg;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1233  * @root: hierarchy root
1234  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1235  */
1236 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1237                            struct mem_cgroup *prev)
1238 {
1239         if (!root)
1240                 root = root_mem_cgroup;
1241         if (prev && prev != root)
1242                 css_put(&prev->css);
1243 }
1244
1245 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1246                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1247 {
1248         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1249         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1250         int nid;
1251
1252         for_each_node(nid) {
1253                 mz = from->nodeinfo[nid];
1254                 iter = &mz->iter;
1255                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1256         }
1257 }
1258
1259 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1260 {
1261         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1262         struct mem_cgroup *last;
1263
1264         do {
1265                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1266                 last = memcg;
1267         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1268
1269         /*
1270          * When cgroup1 non-hierarchy mode is used,
1271          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1272          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1273          * dead_memcg from cgroup root separately.
1274          */
1275         if (!mem_cgroup_is_root(last))
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1277                                                 dead_memcg);
1278 }
1279
1280 /**
1281  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1282  * @memcg: hierarchy root
1283  * @fn: function to call for each task
1284  * @arg: argument passed to @fn
1285  *
1286  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1287  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1288  * value, the function breaks the iteration loop. Otherwise, it will iterate
1289  * over all tasks and return 0.
1290  *
1291  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1292  */
1293 void mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1294                            int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1295 {
1296         struct mem_cgroup *iter;
1297         int ret = 0;
1298
1299         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
1300
1301         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1302                 struct css_task_iter it;
1303                 struct task_struct *task;
1304
1305                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1306                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1307                         ret = fn(task, arg);
1308                 css_task_iter_end(&it);
1309                 if (ret) {
1310                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1311                         break;
1312                 }
1313         }
1314 }
1315
1316 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1317 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1318 {
1319         struct mem_cgroup *memcg;
1320
1321         if (mem_cgroup_disabled())
1322                 return;
1323
1324         memcg = folio_memcg(folio);
1325
1326         if (!memcg)
1327                 VM_BUG_ON_FOLIO(!mem_cgroup_is_root(lruvec_memcg(lruvec)), folio);
1328         else
1329                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1330 }
1331 #endif
1332
1333 /**
1334  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1335  * @folio: Pointer to the folio.
1336  *
1337  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1338  * - folio locked
1339  * - folio_test_lru false
1340  * - folio_memcg_lock()
1341  * - folio frozen (refcount of 0)
1342  *
1343  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1344  */
1345 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1346 {
1347         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1348
1349         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1350         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1351
1352         return lruvec;
1353 }
1354
1355 /**
1356  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1357  * @folio: Pointer to the folio.
1358  *
1359  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1360  * - folio locked
1361  * - folio_test_lru false
1362  * - folio_memcg_lock()
1363  * - folio frozen (refcount of 0)
1364  *
1365  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1366  * disabled.
1367  */
1368 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1369 {
1370         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1371
1372         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1373         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1374
1375         return lruvec;
1376 }
1377
1378 /**
1379  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1380  * @folio: Pointer to the folio.
1381  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1382  *
1383  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1384  * - folio locked
1385  * - folio_test_lru false
1386  * - folio_memcg_lock()
1387  * - folio frozen (refcount of 0)
1388  *
1389  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1390  * disabled.
1391  */
1392 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1393                 unsigned long *flags)
1394 {
1395         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1396
1397         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1398         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1399
1400         return lruvec;
1401 }
1402
1403 /**
1404  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1405  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1406  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1407  * @zid: zone id of the accounted pages
1408  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1409  *
1410  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1411  * to or just after a page is removed from an lru list.
1412  */
1413 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1414                                 int zid, int nr_pages)
1415 {
1416         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1417         unsigned long *lru_size;
1418         long size;
1419
1420         if (mem_cgroup_disabled())
1421                 return;
1422
1423         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1424         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1425
1426         if (nr_pages < 0)
1427                 *lru_size += nr_pages;
1428
1429         size = *lru_size;
1430         if (WARN_ONCE(size < 0,
1431                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1432                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1433                 VM_BUG_ON(1);
1434                 *lru_size = 0;
1435         }
1436
1437         if (nr_pages > 0)
1438                 *lru_size += nr_pages;
1439 }
1440
1441 /**
1442  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1443  * @memcg: the memory cgroup
1444  *
1445  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1446  * pages.
1447  */
1448 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         unsigned long margin = 0;
1451         unsigned long count;
1452         unsigned long limit;
1453
1454         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1455         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1456         if (count < limit)
1457                 margin = limit - count;
1458
1459         if (do_memsw_account()) {
1460                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1461                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1462                 if (count < limit)
1463                         margin = min(margin, limit - count);
1464                 else
1465                         margin = 0;
1466         }
1467
1468         return margin;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1473  *
1474  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1475  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1476  * caused by "move".
1477  */
1478 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1479 {
1480         struct mem_cgroup *from;
1481         struct mem_cgroup *to;
1482         bool ret = false;
1483         /*
1484          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1485          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1486          */
1487         spin_lock(&mc.lock);
1488         from = mc.from;
1489         to = mc.to;
1490         if (!from)
1491                 goto unlock;
1492
1493         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1494                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1495 unlock:
1496         spin_unlock(&mc.lock);
1497         return ret;
1498 }
1499
1500 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1503                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1504                         DEFINE_WAIT(wait);
1505                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1506                         /* moving charge context might have finished. */
1507                         if (mc.moving_task)
1508                                 schedule();
1509                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1510                         return true;
1511                 }
1512         }
1513         return false;
1514 }
1515
1516 struct memory_stat {
1517         const char *name;
1518         unsigned int idx;
1519 };
1520
1521 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1522         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1523         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1524         { "kernel",                     MEMCG_KMEM                      },
1525         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1526         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1527         { "sec_pagetables",             NR_SECONDARY_PAGETABLE          },
1528         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1529         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1530         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1531         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1532 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
1533         { "zswap",                      MEMCG_ZSWAP_B                   },
1534         { "zswapped",                   MEMCG_ZSWAPPED                  },
1535 #endif
1536         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1537         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1538         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1539 #ifdef CONFIG_SWAP
1540         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1541 #endif
1542 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1543         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1544         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1545         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1546 #endif
1547         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1548         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1549         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1550         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1551         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1552         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1553         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1554
1555         /* The memory events */
1556         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1557         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1558         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1559         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1560         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1561         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1562         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1563 };
1564
1565 /* The actual unit of the state item, not the same as the output unit */
1566 static int memcg_page_state_unit(int item)
1567 {
1568         switch (item) {
1569         case MEMCG_PERCPU_B:
1570         case MEMCG_ZSWAP_B:
1571         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1572         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1573                 return 1;
1574         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1575                 return SZ_1K;
1576         default:
1577                 return PAGE_SIZE;
1578         }
1579 }
1580
1581 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1582 static int memcg_page_state_output_unit(int item)
1583 {
1584         /*
1585          * Workingset state is actually in pages, but we export it to userspace
1586          * as a scalar count of events, so special case it here.
1587          */
1588         switch (item) {
1589         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1590         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1591         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1592         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1593         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1594         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1595         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1596                 return 1;
1597         default:
1598                 return memcg_page_state_unit(item);
1599         }
1600 }
1601
1602 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1603                                                     int item)
1604 {
1605         return memcg_page_state(memcg, item) *
1606                 memcg_page_state_output_unit(item);
1607 }
1608
1609 static inline unsigned long memcg_page_state_local_output(
1610                 struct mem_cgroup *memcg, int item)
1611 {
1612         return memcg_page_state_local(memcg, item) *
1613                 memcg_page_state_output_unit(item);
1614 }
1615
1616 static void memcg_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1617 {
1618         int i;
1619
1620         /*
1621          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1622          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1623          *
1624          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1625          * 1) generic big picture -> specifics and details
1626          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1627          *
1628          * Current memory state:
1629          */
1630         mem_cgroup_flush_stats();
1631
1632         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1633                 u64 size;
1634
1635                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1636                 seq_buf_printf(s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1637
1638                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1639                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1640                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1641                         seq_buf_printf(s, "slab %llu\n", size);
1642                 }
1643         }
1644
1645         /* Accumulated memory events */
1646         seq_buf_printf(s, "pgscan %lu\n",
1647                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1648                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT) +
1649                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KHUGEPAGED));
1650         seq_buf_printf(s, "pgsteal %lu\n",
1651                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1652                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT) +
1653                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KHUGEPAGED));
1654
1655         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat); i++) {
1656                 if (memcg_vm_event_stat[i] == PGPGIN ||
1657                     memcg_vm_event_stat[i] == PGPGOUT)
1658                         continue;
1659
1660                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n",
1661                                vm_event_name(memcg_vm_event_stat[i]),
1662                                memcg_events(memcg, memcg_vm_event_stat[i]));
1663         }
1664
1665         /* The above should easily fit into one page */
1666         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1667 }
1668
1669 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s);
1670
1671 static void memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1672 {
1673         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1674                 memcg_stat_format(memcg, s);
1675         else
1676                 memcg1_stat_format(memcg, s);
1677         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1678 }
1679
1680 /**
1681  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1682  * memory controller.
1683  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1684  * @p: Task that is going to be killed
1685  *
1686  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1687  * enabled
1688  */
1689 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1690 {
1691         rcu_read_lock();
1692
1693         if (memcg) {
1694                 pr_cont(",oom_memcg=");
1695                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1696         } else
1697                 pr_cont(",global_oom");
1698         if (p) {
1699                 pr_cont(",task_memcg=");
1700                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1701         }
1702         rcu_read_unlock();
1703 }
1704
1705 /**
1706  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1707  * memory controller.
1708  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1709  */
1710 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1711 {
1712         /* Use static buffer, for the caller is holding oom_lock. */
1713         static char buf[PAGE_SIZE];
1714         struct seq_buf s;
1715
1716         lockdep_assert_held(&oom_lock);
1717
1718         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1719                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1720                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1721         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1722                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1723                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1724                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1725         else {
1726                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1727                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1728                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1729                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1730                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1731                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1732         }
1733
1734         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1735         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1736         pr_cont(":");
1737         seq_buf_init(&s, buf, sizeof(buf));
1738         memory_stat_format(memcg, &s);
1739         seq_buf_do_printk(&s, KERN_INFO);
1740 }
1741
1742 /*
1743  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1744  */
1745 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1746 {
1747         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1748
1749         if (do_memsw_account()) {
1750                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1751                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1752                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1753
1754                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1755                 }
1756         } else {
1757                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1758                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1759                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1760         }
1761         return max;
1762 }
1763
1764 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1765 {
1766         return page_counter_read(&memcg->memory);
1767 }
1768
1769 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1770                                      int order)
1771 {
1772         struct oom_control oc = {
1773                 .zonelist = NULL,
1774                 .nodemask = NULL,
1775                 .memcg = memcg,
1776                 .gfp_mask = gfp_mask,
1777                 .order = order,
1778         };
1779         bool ret = true;
1780
1781         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1782                 return true;
1783
1784         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1785                 goto unlock;
1786
1787         /*
1788          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1789          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1790          */
1791         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1792
1793 unlock:
1794         mutex_unlock(&oom_lock);
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1799                                    pg_data_t *pgdat,
1800                                    gfp_t gfp_mask,
1801                                    unsigned long *total_scanned)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1804         int total = 0;
1805         int loop = 0;
1806         unsigned long excess;
1807         unsigned long nr_scanned;
1808         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1809                 .pgdat = pgdat,
1810         };
1811
1812         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1813
1814         while (1) {
1815                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1816                 if (!victim) {
1817                         loop++;
1818                         if (loop >= 2) {
1819                                 /*
1820                                  * If we have not been able to reclaim
1821                                  * anything, it might because there are
1822                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1823                                  */
1824                                 if (!total)
1825                                         break;
1826                                 /*
1827                                  * We want to do more targeted reclaim.
1828                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1829                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1830                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1831                                  */
1832                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1833                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1834                                         break;
1835                         }
1836                         continue;
1837                 }
1838                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1839                                         pgdat, &nr_scanned);
1840                 *total_scanned += nr_scanned;
1841                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1842                         break;
1843         }
1844         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1845         return total;
1846 }
1847
1848 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1849 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1850         .name = "memcg_oom_lock",
1851 };
1852 #endif
1853
1854 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1855
1856 /*
1857  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1858  * If someone is running, return false.
1859  */
1860 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1861 {
1862         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1863
1864         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1865
1866         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1867                 if (iter->oom_lock) {
1868                         /*
1869                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1870                          * so we cannot give a lock.
1871                          */
1872                         failed = iter;
1873                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1874                         break;
1875                 } else
1876                         iter->oom_lock = true;
1877         }
1878
1879         if (failed) {
1880                 /*
1881                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1882                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1883                  */
1884                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1885                         if (iter == failed) {
1886                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1887                                 break;
1888                         }
1889                         iter->oom_lock = false;
1890                 }
1891         } else
1892                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1893
1894         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1895
1896         return !failed;
1897 }
1898
1899 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         struct mem_cgroup *iter;
1902
1903         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1904         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1905         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1906                 iter->oom_lock = false;
1907         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1908 }
1909
1910 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1911 {
1912         struct mem_cgroup *iter;
1913
1914         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1915         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1916                 iter->under_oom++;
1917         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1918 }
1919
1920 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1921 {
1922         struct mem_cgroup *iter;
1923
1924         /*
1925          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1926          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1927          */
1928         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1929         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1930                 if (iter->under_oom > 0)
1931                         iter->under_oom--;
1932         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1933 }
1934
1935 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1936
1937 struct oom_wait_info {
1938         struct mem_cgroup *memcg;
1939         wait_queue_entry_t      wait;
1940 };
1941
1942 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1943         unsigned mode, int sync, void *arg)
1944 {
1945         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1946         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1947         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1948
1949         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1950         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1951
1952         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1953             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1954                 return 0;
1955         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1956 }
1957
1958 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1959 {
1960         /*
1961          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1962          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1963          * this function is called as a result of userland actions
1964          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1965          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1966          * triggering notification.
1967          */
1968         if (memcg && memcg->under_oom)
1969                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Returns true if successfully killed one or more processes. Though in some
1974  * corner cases it can return true even without killing any process.
1975  */
1976 static bool mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1977 {
1978         bool locked, ret;
1979
1980         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1981                 return false;
1982
1983         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1984
1985         /*
1986          * We are in the middle of the charge context here, so we
1987          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1988          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1989          *
1990          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1991          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1992          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1993          * released.
1994          *
1995          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1996          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1997          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1998          * invoke the oom killer here.
1999          *
2000          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2001          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2002          */
2003         if (READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable)) {
2004                 if (current->in_user_fault) {
2005                         css_get(&memcg->css);
2006                         current->memcg_in_oom = memcg;
2007                         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2008                         current->memcg_oom_order = order;
2009                 }
2010                 return false;
2011         }
2012
2013         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2014
2015         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2016
2017         if (locked)
2018                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2019
2020         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2021         ret = mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2022
2023         if (locked)
2024                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2025
2026         return ret;
2027 }
2028
2029 /**
2030  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2031  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2032  *
2033  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2034  * handler was enabled.
2035  *
2036  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2037  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2038  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2039  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2040  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2041  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2042  *
2043  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2044  * completed, %false otherwise.
2045  */
2046 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2047 {
2048         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2049         struct oom_wait_info owait;
2050         bool locked;
2051
2052         /* OOM is global, do not handle */
2053         if (!memcg)
2054                 return false;
2055
2056         if (!handle)
2057                 goto cleanup;
2058
2059         owait.memcg = memcg;
2060         owait.wait.flags = 0;
2061         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2062         owait.wait.private = current;
2063         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2064
2065         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2066         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2067
2068         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2069
2070         if (locked)
2071                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2072
2073         schedule();
2074         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2075         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2076
2077         if (locked)
2078                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2079 cleanup:
2080         current->memcg_in_oom = NULL;
2081         css_put(&memcg->css);
2082         return true;
2083 }
2084
2085 /**
2086  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2087  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2088  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2089  *
2090  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2091  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2092  *
2093  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2094  */
2095 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2096                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2097 {
2098         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2099         struct mem_cgroup *memcg;
2100
2101         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2102                 return NULL;
2103
2104         if (!oom_domain)
2105                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2106
2107         rcu_read_lock();
2108
2109         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2110         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2111                 goto out;
2112
2113         /*
2114          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2115          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2116          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2117          */
2118         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2119                 goto out;
2120
2121         /*
2122          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2123          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2124          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2125          */
2126         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2127                 if (READ_ONCE(memcg->oom_group))
2128                         oom_group = memcg;
2129
2130                 if (memcg == oom_domain)
2131                         break;
2132         }
2133
2134         if (oom_group)
2135                 css_get(&oom_group->css);
2136 out:
2137         rcu_read_unlock();
2138
2139         return oom_group;
2140 }
2141
2142 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2143 {
2144         pr_info("Tasks in ");
2145         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2146         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2147 }
2148
2149 /**
2150  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2151  * @folio: The folio.
2152  *
2153  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2154  * another cgroup.
2155  *
2156  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2157  * for the lifetime of the folio.
2158  */
2159 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *memcg;
2162         unsigned long flags;
2163
2164         /*
2165          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2166          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2167          * because page moving starts with an RCU grace period.
2168          */
2169         rcu_read_lock();
2170
2171         if (mem_cgroup_disabled())
2172                 return;
2173 again:
2174         memcg = folio_memcg(folio);
2175         if (unlikely(!memcg))
2176                 return;
2177
2178 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2179         local_irq_save(flags);
2180         might_lock(&memcg->move_lock);
2181         local_irq_restore(flags);
2182 #endif
2183
2184         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2185                 return;
2186
2187         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2188         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2189                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2190                 goto again;
2191         }
2192
2193         /*
2194          * When charge migration first begins, we can have multiple
2195          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2196          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2197          * move_lock for folio_memcg_unlock().
2198          */
2199         memcg->move_lock_task = current;
2200         memcg->move_lock_flags = flags;
2201 }
2202
2203 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2204 {
2205         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2206                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2207
2208                 memcg->move_lock_task = NULL;
2209                 memcg->move_lock_flags = 0;
2210
2211                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2212         }
2213
2214         rcu_read_unlock();
2215 }
2216
2217 /**
2218  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2219  * @folio: The folio.
2220  *
2221  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2222  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2223  * permit others to change it.
2224  */
2225 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2226 {
2227         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2228 }
2229
2230 struct memcg_stock_pcp {
2231         local_lock_t stock_lock;
2232         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2233         unsigned int nr_pages;
2234
2235 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2236         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2237         struct pglist_data *cached_pgdat;
2238         unsigned int nr_bytes;
2239         int nr_slab_reclaimable_b;
2240         int nr_slab_unreclaimable_b;
2241 #endif
2242
2243         struct work_struct work;
2244         unsigned long flags;
2245 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2246 };
2247 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock) = {
2248         .stock_lock = INIT_LOCAL_LOCK(stock_lock),
2249 };
2250 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2251
2252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2253 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2254 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2255                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2256 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages);
2257
2258 #else
2259 static inline struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2260 {
2261         return NULL;
2262 }
2263 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2264                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2265 {
2266         return false;
2267 }
2268 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
2269 {
2270 }
2271 #endif
2272
2273 /**
2274  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2275  * @memcg: memcg to consume from.
2276  * @nr_pages: how many pages to charge.
2277  *
2278  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2279  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2280  * service an allocation will refill the stock.
2281  *
2282  * returns true if successful, false otherwise.
2283  */
2284 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2285 {
2286         struct memcg_stock_pcp *stock;
2287         unsigned long flags;
2288         bool ret = false;
2289
2290         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2291                 return ret;
2292
2293         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2294
2295         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2296         if (memcg == READ_ONCE(stock->cached) && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2297                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2298                 ret = true;
2299         }
2300
2301         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2302
2303         return ret;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2308  */
2309 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2310 {
2311         struct mem_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached);
2312
2313         if (!old)
2314                 return;
2315
2316         if (stock->nr_pages) {
2317                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2318                 if (do_memsw_account())
2319                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2320                 stock->nr_pages = 0;
2321         }
2322
2323         css_put(&old->css);
2324         WRITE_ONCE(stock->cached, NULL);
2325 }
2326
2327 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2328 {
2329         struct memcg_stock_pcp *stock;
2330         struct obj_cgroup *old = NULL;
2331         unsigned long flags;
2332
2333         /*
2334          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2335          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2336          * here with IRQ disabled
2337          */
2338         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2339
2340         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2341         old = drain_obj_stock(stock);
2342         drain_stock(stock);
2343         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2344
2345         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2346         if (old)
2347                 obj_cgroup_put(old);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2352  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2353  */
2354 static void __refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2355 {
2356         struct memcg_stock_pcp *stock;
2357
2358         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2359         if (READ_ONCE(stock->cached) != memcg) { /* reset if necessary */
2360                 drain_stock(stock);
2361                 css_get(&memcg->css);
2362                 WRITE_ONCE(stock->cached, memcg);
2363         }
2364         stock->nr_pages += nr_pages;
2365
2366         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2367                 drain_stock(stock);
2368 }
2369
2370 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2371 {
2372         unsigned long flags;
2373
2374         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2375         __refill_stock(memcg, nr_pages);
2376         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2381  * of the hierarchy under it.
2382  */
2383 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2384 {
2385         int cpu, curcpu;
2386
2387         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2388         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2389                 return;
2390         /*
2391          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2392          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2393          * as well as workers from this path always operate on the local
2394          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2395          */
2396         migrate_disable();
2397         curcpu = smp_processor_id();
2398         for_each_online_cpu(cpu) {
2399                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2400                 struct mem_cgroup *memcg;
2401                 bool flush = false;
2402
2403                 rcu_read_lock();
2404                 memcg = READ_ONCE(stock->cached);
2405                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2406                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2407                         flush = true;
2408                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2409                         flush = true;
2410                 rcu_read_unlock();
2411
2412                 if (flush &&
2413                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2414                         if (cpu == curcpu)
2415                                 drain_local_stock(&stock->work);
2416                         else if (!cpu_is_isolated(cpu))
2417                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2418                 }
2419         }
2420         migrate_enable();
2421         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2422 }
2423
2424 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2425 {
2426         struct memcg_stock_pcp *stock;
2427
2428         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2429         drain_stock(stock);
2430
2431         return 0;
2432 }
2433
2434 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2435                                   unsigned int nr_pages,
2436                                   gfp_t gfp_mask)
2437 {
2438         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2439
2440         do {
2441                 unsigned long pflags;
2442
2443                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2444                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2445                         continue;
2446
2447                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2448
2449                 psi_memstall_enter(&pflags);
2450                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2451                                                         gfp_mask,
2452                                                         MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
2453                 psi_memstall_leave(&pflags);
2454         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2455                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2456
2457         return nr_reclaimed;
2458 }
2459
2460 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2461 {
2462         struct mem_cgroup *memcg;
2463
2464         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2465         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2470  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2471  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2472  */
2473 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2474
2475 /*
2476  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2477  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2478  * below.
2479  *
2480  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2481  *   overage ratio to a delay.
2482  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2483  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2484  *   to produce a reasonable delay curve.
2485  *
2486  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2487  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2488  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2489  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2490  * example, with a high of 100 megabytes:
2491  *
2492  *  +-------+------------------------+
2493  *  | usage | time to allocate in ms |
2494  *  +-------+------------------------+
2495  *  | 100M  |                      0 |
2496  *  | 101M  |                      6 |
2497  *  | 102M  |                     25 |
2498  *  | 103M  |                     57 |
2499  *  | 104M  |                    102 |
2500  *  | 105M  |                    159 |
2501  *  | 106M  |                    230 |
2502  *  | 107M  |                    313 |
2503  *  | 108M  |                    409 |
2504  *  | 109M  |                    518 |
2505  *  | 110M  |                    639 |
2506  *  | 111M  |                    774 |
2507  *  | 112M  |                    921 |
2508  *  | 113M  |                   1081 |
2509  *  | 114M  |                   1254 |
2510  *  | 115M  |                   1439 |
2511  *  | 116M  |                   1638 |
2512  *  | 117M  |                   1849 |
2513  *  | 118M  |                   2000 |
2514  *  | 119M  |                   2000 |
2515  *  | 120M  |                   2000 |
2516  *  +-------+------------------------+
2517  */
2518  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2519  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2520
2521 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2522 {
2523         u64 overage;
2524
2525         if (usage <= high)
2526                 return 0;
2527
2528         /*
2529          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2530          * it was a threshold of 1 page
2531          */
2532         high = max(high, 1UL);
2533
2534         overage = usage - high;
2535         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2536         return div64_u64(overage, high);
2537 }
2538
2539 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2540 {
2541         u64 overage, max_overage = 0;
2542
2543         do {
2544                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2545                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2546                 max_overage = max(overage, max_overage);
2547         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2548                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2549
2550         return max_overage;
2551 }
2552
2553 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2554 {
2555         u64 overage, max_overage = 0;
2556
2557         do {
2558                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2559                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2560                 if (overage)
2561                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2562                 max_overage = max(overage, max_overage);
2563         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2564                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2565
2566         return max_overage;
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2571  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2572  */
2573 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2574                                           unsigned int nr_pages,
2575                                           u64 max_overage)
2576 {
2577         unsigned long penalty_jiffies;
2578
2579         if (!max_overage)
2580                 return 0;
2581
2582         /*
2583          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2584          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2585          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2586          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2587          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2588          * overage amount.
2589          */
2590         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2591         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2592         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2593
2594         /*
2595          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2596          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2597          * 4N-sized allocation.
2598          *
2599          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2600          * larger the current charge patch is than that.
2601          */
2602         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2607  * and reclaims memory over the high limit.
2608  */
2609 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2610 {
2611         unsigned long penalty_jiffies;
2612         unsigned long pflags;
2613         unsigned long nr_reclaimed;
2614         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2615         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2616         struct mem_cgroup *memcg;
2617         bool in_retry = false;
2618
2619         if (likely(!nr_pages))
2620                 return;
2621
2622         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2623         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2624
2625 retry_reclaim:
2626         /*
2627          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2628          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2629          * or breaching resource isolation.
2630          *
2631          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2632          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2633          * allocator run every time an allocation is made.
2634          */
2635         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2636                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2637                                     gfp_mask);
2638
2639         /*
2640          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2641          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2642          */
2643         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2644                                                mem_find_max_overage(memcg));
2645
2646         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2647                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2648
2649         /*
2650          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2651          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2652          * extremely slowly.
2653          */
2654         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2655
2656         /*
2657          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2658          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2659          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2660          * been aggressively reclaimed enough yet.
2661          */
2662         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2663                 goto out;
2664
2665         /*
2666          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2667          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2668          * throttling.
2669          */
2670         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2671                 in_retry = true;
2672                 goto retry_reclaim;
2673         }
2674
2675         /*
2676          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2677          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2678          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2679          */
2680         psi_memstall_enter(&pflags);
2681         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2682         psi_memstall_leave(&pflags);
2683
2684 out:
2685         css_put(&memcg->css);
2686 }
2687
2688 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2689                         unsigned int nr_pages)
2690 {
2691         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2692         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2693         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2694         struct page_counter *counter;
2695         unsigned long nr_reclaimed;
2696         bool passed_oom = false;
2697         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2698         bool drained = false;
2699         bool raised_max_event = false;
2700         unsigned long pflags;
2701
2702 retry:
2703         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2704                 return 0;
2705
2706         if (!do_memsw_account() ||
2707             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2708                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2709                         goto done_restock;
2710                 if (do_memsw_account())
2711                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2712                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2713         } else {
2714                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2715                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2716         }
2717
2718         if (batch > nr_pages) {
2719                 batch = nr_pages;
2720                 goto retry;
2721         }
2722
2723         /*
2724          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2725          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2726          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2727          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2728          */
2729         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2730                 goto force;
2731
2732         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2733                 goto nomem;
2734
2735         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2736                 goto nomem;
2737
2738         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2739         raised_max_event = true;
2740
2741         psi_memstall_enter(&pflags);
2742         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2743                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2744         psi_memstall_leave(&pflags);
2745
2746         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2747                 goto retry;
2748
2749         if (!drained) {
2750                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2751                 drained = true;
2752                 goto retry;
2753         }
2754
2755         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2756                 goto nomem;
2757         /*
2758          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2759          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2760          * before killing the task.
2761          *
2762          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2763          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2764          * to regular pages anyway in case of failure.
2765          */
2766         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2767                 goto retry;
2768         /*
2769          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2770          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2771          */
2772         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2773                 goto retry;
2774
2775         if (nr_retries--)
2776                 goto retry;
2777
2778         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2779                 goto nomem;
2780
2781         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2782         if (passed_oom && task_is_dying())
2783                 goto nomem;
2784
2785         /*
2786          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2787          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2788          * couldn't make any progress.
2789          */
2790         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2791                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2792                 passed_oom = true;
2793                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2794                 goto retry;
2795         }
2796 nomem:
2797         /*
2798          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2799          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2800          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2801          * and let these go through as privileged allocations.
2802          */
2803         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2804                 return -ENOMEM;
2805 force:
2806         /*
2807          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2808          * a MEMCG_MAX event.
2809          */
2810         if (!raised_max_event)
2811                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2812
2813         /*
2814          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2815          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2816          * temporarily by force charging it.
2817          */
2818         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2819         if (do_memsw_account())
2820                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2821
2822         return 0;
2823
2824 done_restock:
2825         if (batch > nr_pages)
2826                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2827
2828         /*
2829          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2830          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2831          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2832          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2833          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2834          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2835          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2836          */
2837         do {
2838                 bool mem_high, swap_high;
2839
2840                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2841                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2842                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2843                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2844
2845                 /* Don't bother a random interrupted task */
2846                 if (!in_task()) {
2847                         if (mem_high) {
2848                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2849                                 break;
2850                         }
2851                         continue;
2852                 }
2853
2854                 if (mem_high || swap_high) {
2855                         /*
2856                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2857                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2858                          * of the memory or swap footprints.
2859                          *
2860                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2861                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2862                          * based on how much each task is actually allocating.
2863                          */
2864                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2865                         set_notify_resume(current);
2866                         break;
2867                 }
2868         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2869
2870         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2871             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2872             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
2873                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2874         }
2875         return 0;
2876 }
2877
2878 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2879                              unsigned int nr_pages)
2880 {
2881         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2882                 return 0;
2883
2884         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2885 }
2886
2887 /**
2888  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2889  * @memcg: memcg previously charged.
2890  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2891  */
2892 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2893 {
2894         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2895                 return;
2896
2897         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2898         if (do_memsw_account())
2899                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2900 }
2901
2902 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2903 {
2904         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2905         /*
2906          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2907          *
2908          * - the page lock
2909          * - LRU isolation
2910          * - folio_memcg_lock()
2911          * - exclusive reference
2912          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2913          */
2914         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2915 }
2916
2917 /**
2918  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2919  * @folio: folio to commit the charge to.
2920  * @memcg: memcg previously charged.
2921  */
2922 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         css_get(&memcg->css);
2925         commit_charge(folio, memcg);
2926
2927         local_irq_disable();
2928         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2929         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2930         local_irq_enable();
2931 }
2932
2933 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2934 /*
2935  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2936  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2937  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2938  */
2939 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2940                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2941
2942 /*
2943  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2944  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2945  */
2946 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2947                                      struct pglist_data *pgdat,
2948                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2949 {
2950         struct mem_cgroup *memcg;
2951         struct lruvec *lruvec;
2952
2953         rcu_read_lock();
2954         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2955         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2956         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2957         rcu_read_unlock();
2958 }
2959
2960 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2961                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
2962 {
2963         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
2964         unsigned long memcg_data;
2965         void *vec;
2966
2967         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2968         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2969                            slab_nid(slab));
2970         if (!vec)
2971                 return -ENOMEM;
2972
2973         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2974         if (new_slab) {
2975                 /*
2976                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
2977                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
2978                  * be simply assigned.
2979                  */
2980                 slab->memcg_data = memcg_data;
2981         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2982                 /*
2983                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
2984                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2985                  * objcg vector should be reused.
2986                  */
2987                 kfree(vec);
2988                 return 0;
2989         }
2990
2991         kmemleak_not_leak(vec);
2992         return 0;
2993 }
2994
2995 static __always_inline
2996 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
2997 {
2998         /*
2999          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3000          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3001          * slab->memcg_data.
3002          */
3003         if (folio_test_slab(folio)) {
3004                 struct obj_cgroup **objcgs;
3005                 struct slab *slab;
3006                 unsigned int off;
3007
3008                 slab = folio_slab(folio);
3009                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3010                 if (!objcgs)
3011                         return NULL;
3012
3013                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3014                 if (objcgs[off])
3015                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3016
3017                 return NULL;
3018         }
3019
3020         /*
3021          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3022          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3023          * slab->memcg_data has not been freed yet
3024          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3025          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3026          */
3027         return folio_memcg_check(folio);
3028 }
3029
3030 /*
3031  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3032  *
3033  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3034  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3035  * should be used.
3036  *
3037  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3038  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3039  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3040  *
3041  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3042  * cgroup_mutex, etc.
3043  */
3044 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3045 {
3046         struct folio *folio;
3047
3048         if (mem_cgroup_disabled())
3049                 return NULL;
3050
3051         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3052                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3053         else
3054                 folio = virt_to_folio(p);
3055
3056         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3057 }
3058
3059 /*
3060  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3061  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3062  * allocated using vmalloc().
3063  *
3064  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3065  *
3066  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3067  * cgroup_mutex, etc.
3068  */
3069 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3070 {
3071         if (mem_cgroup_disabled())
3072                 return NULL;
3073
3074         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3075 }
3076
3077 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3078 {
3079         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3080
3081         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3082                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3083                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3084                         break;
3085                 objcg = NULL;
3086         }
3087         return objcg;
3088 }
3089
3090 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3091 {
3092         struct mem_cgroup *memcg;
3093         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3094
3095         do {
3096                 /* Atomically drop the update bit. */
3097                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3098                 if (old) {
3099                         old = (struct obj_cgroup *)
3100                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3101                         if (old)
3102                                 obj_cgroup_put(old);
3103
3104                         old = NULL;
3105                 }
3106
3107                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3108                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3109                         return NULL;
3110
3111                 /*
3112                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3113                  * if try_cmpxcg() below fails.
3114                  */
3115                 if (unlikely(objcg)) {
3116                         obj_cgroup_put(objcg);
3117                         objcg = NULL;
3118                 }
3119
3120                 /*
3121                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3122                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3123                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3124                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3125                  */
3126
3127                 rcu_read_lock();
3128                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3129                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3130                 rcu_read_unlock();
3131
3132                 /*
3133                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3134                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3135                  * the whole procedure should be repeated.
3136                  */
3137         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3138
3139         return objcg;
3140 }
3141
3142 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3143 {
3144         struct mem_cgroup *memcg;
3145         struct obj_cgroup *objcg;
3146
3147         if (in_task()) {
3148                 memcg = current->active_memcg;
3149                 if (unlikely(memcg))
3150                         goto from_memcg;
3151
3152                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3153                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3154                         objcg = current_objcg_update();
3155                 /*
3156                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3157                  * to use the objcg by the current task.
3158                  */
3159                 return objcg;
3160         }
3161
3162         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3163         if (unlikely(memcg))
3164                 goto from_memcg;
3165
3166         return NULL;
3167
3168 from_memcg:
3169         objcg = NULL;
3170         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3171                 /*
3172                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3173                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3174                  * away and can be used within the scope without any additional
3175                  * protection.
3176                  */
3177                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3178                 if (likely(objcg))
3179                         break;
3180         }
3181
3182         return objcg;
3183 }
3184
3185 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3186 {
3187         struct obj_cgroup *objcg;
3188
3189         if (!memcg_kmem_online())
3190                 return NULL;
3191
3192         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3193                 objcg = __folio_objcg(folio);
3194                 obj_cgroup_get(objcg);
3195         } else {
3196                 struct mem_cgroup *memcg;
3197
3198                 rcu_read_lock();
3199                 memcg = __folio_memcg(folio);
3200                 if (memcg)
3201                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3202                 else
3203                         objcg = NULL;
3204                 rcu_read_unlock();
3205         }
3206         return objcg;
3207 }
3208
3209 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3210 {
3211         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3212         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3213                 if (nr_pages > 0)
3214                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3215                 else
3216                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3217         }
3218 }
3219
3220
3221 /*
3222  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3223  * @objcg: object cgroup to uncharge
3224  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3225  */
3226 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3227                                       unsigned int nr_pages)
3228 {
3229         struct mem_cgroup *memcg;
3230
3231         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3232
3233         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3234         refill_stock(memcg, nr_pages);
3235
3236         css_put(&memcg->css);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3241  * @objcg: object cgroup to charge
3242  * @gfp: reclaim mode
3243  * @nr_pages: number of pages to charge
3244  *
3245  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3246  */
3247 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3248                                    unsigned int nr_pages)
3249 {
3250         struct mem_cgroup *memcg;
3251         int ret;
3252
3253         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3254
3255         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3256         if (ret)
3257                 goto out;
3258
3259         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3260 out:
3261         css_put(&memcg->css);
3262
3263         return ret;
3264 }
3265
3266 /**
3267  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3268  * @page: page to charge
3269  * @gfp: reclaim mode
3270  * @order: allocation order
3271  *
3272  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3273  */
3274 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3275 {
3276         struct obj_cgroup *objcg;
3277         int ret = 0;
3278
3279         objcg = current_obj_cgroup();
3280         if (objcg) {
3281                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3282                 if (!ret) {
3283                         obj_cgroup_get(objcg);
3284                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3285                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3286                         return 0;
3287                 }
3288         }
3289         return ret;
3290 }
3291
3292 /**
3293  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3294  * @page: page to uncharge
3295  * @order: allocation order
3296  */
3297 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3298 {
3299         struct folio *folio = page_folio(page);
3300         struct obj_cgroup *objcg;
3301         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3302
3303         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3304                 return;
3305
3306         objcg = __folio_objcg(folio);
3307         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3308         folio->memcg_data = 0;
3309         obj_cgroup_put(objcg);
3310 }
3311
3312 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3313                      enum node_stat_item idx, int nr)
3314 {
3315         struct memcg_stock_pcp *stock;
3316         struct obj_cgroup *old = NULL;
3317         unsigned long flags;
3318         int *bytes;
3319
3320         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3321         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3322
3323         /*
3324          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3325          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3326          * changes.
3327          */
3328         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3329                 old = drain_obj_stock(stock);
3330                 obj_cgroup_get(objcg);
3331                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3332                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3333                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3334                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3335         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3336                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3337                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3338
3339                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3340                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3341                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3342                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3343                 }
3344                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3345                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3346                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3347                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3348                 }
3349                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3350         }
3351
3352         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3353                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3354         /*
3355          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3356          * cached locally at least once before pushing it out.
3357          */
3358         if (!*bytes) {
3359                 *bytes = nr;
3360                 nr = 0;
3361         } else {
3362                 *bytes += nr;
3363                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3364                         nr = *bytes;
3365                         *bytes = 0;
3366                 } else {
3367                         nr = 0;
3368                 }
3369         }
3370         if (nr)
3371                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3372
3373         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3374         if (old)
3375                 obj_cgroup_put(old);
3376 }
3377
3378 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3379 {
3380         struct memcg_stock_pcp *stock;
3381         unsigned long flags;
3382         bool ret = false;
3383
3384         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3385
3386         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3387         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3388                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3389                 ret = true;
3390         }
3391
3392         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3393
3394         return ret;
3395 }
3396
3397 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3398 {
3399         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3400
3401         if (!old)
3402                 return NULL;
3403
3404         if (stock->nr_bytes) {
3405                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3406                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3407
3408                 if (nr_pages) {
3409                         struct mem_cgroup *memcg;
3410
3411                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3412
3413                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3414                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3415
3416                         css_put(&memcg->css);
3417                 }
3418
3419                 /*
3420                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3421                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3422                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3423                  * refill_obj_stock().
3424                  *
3425                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3426                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3427                  * so it might be changed in the future.
3428                  */
3429                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3430                 stock->nr_bytes = 0;
3431         }
3432
3433         /*
3434          * Flush the vmstat data in current stock
3435          */
3436         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3437                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3438                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3439                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3440                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3441                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3442                 }
3443                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3444                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3445                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3446                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3447                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3448                 }
3449                 stock->cached_pgdat = NULL;
3450         }
3451
3452         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3453         /*
3454          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3455          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3456          */
3457         return old;
3458 }
3459
3460 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3461                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3462 {
3463         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3464         struct mem_cgroup *memcg;
3465
3466         if (objcg) {
3467                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3468                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3469                         return true;
3470         }
3471
3472         return false;
3473 }
3474
3475 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3476                              bool allow_uncharge)
3477 {
3478         struct memcg_stock_pcp *stock;
3479         struct obj_cgroup *old = NULL;
3480         unsigned long flags;
3481         unsigned int nr_pages = 0;
3482
3483         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3484
3485         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3486         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3487                 old = drain_obj_stock(stock);
3488                 obj_cgroup_get(objcg);
3489                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3490                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3491                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3492                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3493         }
3494         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3495
3496         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3497                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3498                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3499         }
3500
3501         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3502         if (old)
3503                 obj_cgroup_put(old);
3504
3505         if (nr_pages)
3506                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3507 }
3508
3509 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3510 {
3511         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3512         int ret;
3513
3514         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3515                 return 0;
3516
3517         /*
3518          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3519          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3520          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3521          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3522          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3523          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3524          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3525          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3526          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3527          *
3528          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3529          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3530          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3531          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3532          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3533          * page uncharge right after a page charge, we set the
3534          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3535          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3536          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3537          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3538          * race.
3539          */
3540         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3541         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3542
3543         if (nr_bytes)
3544                 nr_pages += 1;
3545
3546         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3547         if (!ret && nr_bytes)
3548                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3549
3550         return ret;
3551 }
3552
3553 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3554 {
3555         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3556 }
3557
3558 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3559
3560 /*
3561  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3562  */
3563 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3564 {
3565         struct folio *folio = page_folio(head);
3566         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3567         int i;
3568
3569         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3570                 return;
3571
3572         for (i = 1; i < nr; i++)
3573                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3574
3575         if (folio_memcg_kmem(folio))
3576                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3577         else
3578                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3579 }
3580
3581 #ifdef CONFIG_SWAP
3582 /**
3583  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3584  * @entry: swap entry to be moved
3585  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3586  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3587  *
3588  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3589  * as the mem_cgroup's id of @from.
3590  *
3591  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3592  *
3593  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3594  * both res and memsw, and called css_get().
3595  */
3596 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3597                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3598 {
3599         unsigned short old_id, new_id;
3600
3601         old_id = mem_cgroup_id(from);
3602         new_id = mem_cgroup_id(to);
3603
3604         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3605                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3606                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3607                 return 0;
3608         }
3609         return -EINVAL;
3610 }
3611 #else
3612 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3613                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3614 {
3615         return -EINVAL;
3616 }
3617 #endif
3618
3619 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3620
3621 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3622                                  unsigned long max, bool memsw)
3623 {
3624         bool enlarge = false;
3625         bool drained = false;
3626         int ret;
3627         bool limits_invariant;
3628         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3629
3630         do {
3631                 if (signal_pending(current)) {
3632                         ret = -EINTR;
3633                         break;
3634                 }
3635
3636                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3637                 /*
3638                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3639                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3640                  */
3641                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3642                                            max <= memcg->memsw.max;
3643                 if (!limits_invariant) {
3644                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3645                         ret = -EINVAL;
3646                         break;
3647                 }
3648                 if (max > counter->max)
3649                         enlarge = true;
3650                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3651                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3652
3653                 if (!ret)
3654                         break;
3655
3656                 if (!drained) {
3657                         drain_all_stock(memcg);
3658                         drained = true;
3659                         continue;
3660                 }
3661
3662                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3663                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3664                         ret = -EBUSY;
3665                         break;
3666                 }
3667         } while (true);
3668
3669         if (!ret && enlarge)
3670                 memcg_oom_recover(memcg);
3671
3672         return ret;
3673 }
3674
3675 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3676                                             gfp_t gfp_mask,
3677                                             unsigned long *total_scanned)
3678 {
3679         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3680         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3681         unsigned long reclaimed;
3682         int loop = 0;
3683         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3684         unsigned long excess;
3685
3686         if (lru_gen_enabled())
3687                 return 0;
3688
3689         if (order > 0)
3690                 return 0;
3691
3692         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3693
3694         /*
3695          * Do not even bother to check the largest node if the root
3696          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3697          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3698          */
3699         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3700                 return 0;
3701
3702         /*
3703          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3704          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3705          * pressure
3706          */
3707         do {
3708                 if (next_mz)
3709                         mz = next_mz;
3710                 else
3711                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3712                 if (!mz)
3713                         break;
3714
3715                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3716                                                     gfp_mask, total_scanned);
3717                 nr_reclaimed += reclaimed;
3718                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3719
3720                 /*
3721                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3722                  * it is time to move on to the next cgroup
3723                  */
3724                 next_mz = NULL;
3725                 if (!reclaimed)
3726                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3727
3728                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3729                 /*
3730                  * One school of thought says that we should not add
3731                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3732                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3733                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3734                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3735                  * term TODO.
3736                  */
3737                 /* If excess == 0, no tree ops */
3738                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3739                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3740                 css_put(&mz->memcg->css);
3741                 loop++;
3742                 /*
3743                  * Could not reclaim anything and there are no more
3744                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3745                  * reclaiming anything.
3746                  */
3747                 if (!nr_reclaimed &&
3748                         (next_mz == NULL ||
3749                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3750                         break;
3751         } while (!nr_reclaimed);
3752         if (next_mz)
3753                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3754         return nr_reclaimed;
3755 }
3756
3757 /*
3758  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3759  *
3760  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3761  */
3762 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3763 {
3764         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3765
3766         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3767         lru_add_drain_all();
3768
3769         drain_all_stock(memcg);
3770
3771         /* try to free all pages in this cgroup */
3772         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3773                 if (signal_pending(current))
3774                         return -EINTR;
3775
3776                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3777                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3778                         nr_retries--;
3779         }
3780
3781         return 0;
3782 }
3783
3784 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3785                                             char *buf, size_t nbytes,
3786                                             loff_t off)
3787 {
3788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3789
3790         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3791                 return -EINVAL;
3792         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3793 }
3794
3795 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3796                                      struct cftype *cft)
3797 {
3798         return 1;
3799 }
3800
3801 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3802                                       struct cftype *cft, u64 val)
3803 {
3804         if (val == 1)
3805                 return 0;
3806
3807         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3808                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3809                      "depend on this functionality.\n");
3810
3811         return -EINVAL;
3812 }
3813
3814 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3815 {
3816         unsigned long val;
3817
3818         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3819                 /*
3820                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3821                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3822                  */
3823                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3824                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3825                 if (swap)
3826                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3827         } else {
3828                 if (!swap)
3829                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3830                 else
3831                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3832         }
3833         return val;
3834 }
3835
3836 enum {
3837         RES_USAGE,
3838         RES_LIMIT,
3839         RES_MAX_USAGE,
3840         RES_FAILCNT,
3841         RES_SOFT_LIMIT,
3842 };
3843
3844 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3845                                struct cftype *cft)
3846 {
3847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3848         struct page_counter *counter;
3849
3850         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3851         case _MEM:
3852                 counter = &memcg->memory;
3853                 break;
3854         case _MEMSWAP:
3855                 counter = &memcg->memsw;
3856                 break;
3857         case _KMEM:
3858                 counter = &memcg->kmem;
3859                 break;
3860         case _TCP:
3861                 counter = &memcg->tcpmem;
3862                 break;
3863         default:
3864                 BUG();
3865         }
3866
3867         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3868         case RES_USAGE:
3869                 if (counter == &memcg->memory)
3870                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3871                 if (counter == &memcg->memsw)
3872                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3873                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3874         case RES_LIMIT:
3875                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3876         case RES_MAX_USAGE:
3877                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3878         case RES_FAILCNT:
3879                 return counter->failcnt;
3880         case RES_SOFT_LIMIT:
3881                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3882         default:
3883                 BUG();
3884         }
3885 }
3886
3887 /*
3888  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3889  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3890  */
3891 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3892                                      __always_unused void *v)
3893 {
3894         return -EINVAL;
3895 }
3896
3897 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3898 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3899 {
3900         struct obj_cgroup *objcg;
3901
3902         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3903                 return 0;
3904
3905         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3906                 return 0;
3907
3908         objcg = obj_cgroup_alloc();
3909         if (!objcg)
3910                 return -ENOMEM;
3911
3912         objcg->memcg = memcg;
3913         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3914         obj_cgroup_get(objcg);
3915         memcg->orig_objcg = objcg;
3916
3917         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3918
3919         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3920
3921         return 0;
3922 }
3923
3924 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3925 {
3926         struct mem_cgroup *parent;
3927
3928         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3929                 return;
3930
3931         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3932                 return;
3933
3934         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3935         if (!parent)
3936                 parent = root_mem_cgroup;
3937
3938         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3939
3940         /*
3941          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3942          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3943          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3944          * memcg_reparent_list_lrus().
3945          */
3946         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3947 }
3948 #else
3949 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3950 {
3951         return 0;
3952 }
3953 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3954 {
3955 }
3956 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3957
3958 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3959 {
3960         int ret;
3961
3962         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3963
3964         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3965         if (ret)
3966                 goto out;
3967
3968         if (!memcg->tcpmem_active) {
3969                 /*
3970                  * The active flag needs to be written after the static_key
3971                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3972                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3973                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3974                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3975                  *
3976                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3977                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3978                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3979                  * yet, we'll lose accounting.
3980                  *
3981                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3982                  * because when this value change, the code to process it is not
3983                  * patched in yet.
3984                  */
3985                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3986                 memcg->tcpmem_active = true;
3987         }
3988 out:
3989         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3990         return ret;
3991 }
3992
3993 /*
3994  * The user of this function is...
3995  * RES_LIMIT.
3996  */
3997 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3998                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3999 {
4000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4001         unsigned long nr_pages;
4002         int ret;
4003
4004         buf = strstrip(buf);
4005         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4006         if (ret)
4007                 return ret;
4008
4009         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4010         case RES_LIMIT:
4011                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4012                         ret = -EINVAL;
4013                         break;
4014                 }
4015                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4016                 case _MEM:
4017                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4018                         break;
4019                 case _MEMSWAP:
4020                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4021                         break;
4022                 case _KMEM:
4023                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4024                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4025                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4026                                      "depend on this functionality.\n");
4027                         ret = 0;
4028                         break;
4029                 case _TCP:
4030                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4031                         break;
4032                 }
4033                 break;
4034         case RES_SOFT_LIMIT:
4035                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4036                         ret = -EOPNOTSUPP;
4037                 } else {
4038                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4039                         ret = 0;
4040                 }
4041                 break;
4042         }
4043         return ret ?: nbytes;
4044 }
4045
4046 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4047                                 size_t nbytes, loff_t off)
4048 {
4049         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4050         struct page_counter *counter;
4051
4052         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4053         case _MEM:
4054                 counter = &memcg->memory;
4055                 break;
4056         case _MEMSWAP:
4057                 counter = &memcg->memsw;
4058                 break;
4059         case _KMEM:
4060                 counter = &memcg->kmem;
4061                 break;
4062         case _TCP:
4063                 counter = &memcg->tcpmem;
4064                 break;
4065         default:
4066                 BUG();
4067         }
4068
4069         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4070         case RES_MAX_USAGE:
4071                 page_counter_reset_watermark(counter);
4072                 break;
4073         case RES_FAILCNT:
4074                 counter->failcnt = 0;
4075                 break;
4076         default:
4077                 BUG();
4078         }
4079
4080         return nbytes;
4081 }
4082
4083 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4084                                         struct cftype *cft)
4085 {
4086         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4087 }
4088
4089 #ifdef CONFIG_MMU
4090 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4091                                         struct cftype *cft, u64 val)
4092 {
4093         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4094
4095         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4096                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4097                      "depend on this functionality.\n");
4098
4099         if (val & ~MOVE_MASK)
4100                 return -EINVAL;
4101
4102         /*
4103          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4104          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4105          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4106          * affect task migrations starting after the change.
4107          */
4108         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4109         return 0;
4110 }
4111 #else
4112 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4113                                         struct cftype *cft, u64 val)
4114 {
4115         return -ENOSYS;
4116 }
4117 #endif
4118
4119 #ifdef CONFIG_NUMA
4120
4121 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4122 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4123 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4124
4125 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4126                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4127 {
4128         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4129         unsigned long nr = 0;
4130         enum lru_list lru;
4131
4132         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4133
4134         for_each_lru(lru) {
4135                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4136                         continue;
4137                 if (tree)
4138                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4139                 else
4140                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4141         }
4142         return nr;
4143 }
4144
4145 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4146                                              unsigned int lru_mask,
4147                                              bool tree)
4148 {
4149         unsigned long nr = 0;
4150         enum lru_list lru;
4151
4152         for_each_lru(lru) {
4153                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4154                         continue;
4155                 if (tree)
4156                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4157                 else
4158                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4159         }
4160         return nr;
4161 }
4162
4163 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4164 {
4165         struct numa_stat {
4166                 const char *name;
4167                 unsigned int lru_mask;
4168         };
4169
4170         static const struct numa_stat stats[] = {
4171                 { "total", LRU_ALL },
4172                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4173                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4174                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4175         };
4176         const struct numa_stat *stat;
4177         int nid;
4178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4179
4180         mem_cgroup_flush_stats();
4181
4182         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4183                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4184                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4185                                                    false));
4186                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4187                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4188                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4189                                                         stat->lru_mask, false));
4190                 seq_putc(m, '\n');
4191         }
4192
4193         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4194
4195                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4196                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4197                                                    true));
4198                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4199                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4200                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4201                                                         stat->lru_mask, true));
4202                 seq_putc(m, '\n');
4203         }
4204
4205         return 0;
4206 }
4207 #endif /* CONFIG_NUMA */
4208
4209 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4210         NR_FILE_PAGES,
4211         NR_ANON_MAPPED,
4212 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4213         NR_ANON_THPS,
4214 #endif
4215         NR_SHMEM,
4216         NR_FILE_MAPPED,
4217         NR_FILE_DIRTY,
4218         NR_WRITEBACK,
4219         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4220         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4221 #ifdef CONFIG_SWAP
4222         MEMCG_SWAP,
4223         NR_SWAPCACHE,
4224 #endif
4225 };
4226
4227 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4228         "cache",
4229         "rss",
4230 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4231         "rss_huge",
4232 #endif
4233         "shmem",
4234         "mapped_file",
4235         "dirty",
4236         "writeback",
4237         "workingset_refault_anon",
4238         "workingset_refault_file",
4239 #ifdef CONFIG_SWAP
4240         "swap",
4241         "swapcached",
4242 #endif
4243 };
4244
4245 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4246 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4247         PGPGIN,
4248         PGPGOUT,
4249         PGFAULT,
4250         PGMAJFAULT,
4251 };
4252
4253 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4254 {
4255         unsigned long memory, memsw;
4256         struct mem_cgroup *mi;
4257         unsigned int i;
4258
4259         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4260
4261         mem_cgroup_flush_stats();
4262
4263         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4264                 unsigned long nr;
4265
4266                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4267                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4268         }
4269
4270         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4271                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4272                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4273
4274         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4275                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4276                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4277                                PAGE_SIZE);
4278
4279         /* Hierarchical information */
4280         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4281         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4282                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4283                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4284         }
4285         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4286                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4287         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4288                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4289
4290         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4291                 unsigned long nr;
4292
4293                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4294                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4295                                (u64)nr);
4296         }
4297
4298         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4299                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4300                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4301                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4302
4303         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4304                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4305                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4306                                PAGE_SIZE);
4307
4308 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4309         {
4310                 pg_data_t *pgdat;
4311                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4312                 unsigned long anon_cost = 0;
4313                 unsigned long file_cost = 0;
4314
4315                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4316                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4317
4318                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4319                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4320                 }
4321                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4322                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4323         }
4324 #endif
4325 }
4326
4327 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4328                                       struct cftype *cft)
4329 {
4330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4331
4332         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4333 }
4334
4335 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4336                                        struct cftype *cft, u64 val)
4337 {
4338         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4339
4340         if (val > 200)
4341                 return -EINVAL;
4342
4343         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4344                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4345         else
4346                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4347
4348         return 0;
4349 }
4350
4351 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4352 {
4353         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4354         unsigned long usage;
4355         int i;
4356
4357         rcu_read_lock();
4358         if (!swap)
4359                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4360         else
4361                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4362
4363         if (!t)
4364                 goto unlock;
4365
4366         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4367
4368         /*
4369          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4370          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4371          * call of __mem_cgroup_threshold().
4372          */
4373         i = t->current_threshold;
4374
4375         /*
4376          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4377          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4378          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4379          * only one element of the array here.
4380          */
4381         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4382                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4383
4384         /* i = current_threshold + 1 */
4385         i++;
4386
4387         /*
4388          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4389          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4390          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4391          * only one element of the array here.
4392          */
4393         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4394                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4395
4396         /* Update current_threshold */
4397         t->current_threshold = i - 1;
4398 unlock:
4399         rcu_read_unlock();
4400 }
4401
4402 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4403 {
4404         while (memcg) {
4405                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4406                 if (do_memsw_account())
4407                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4408
4409                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4410         }
4411 }
4412
4413 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4414 {
4415         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4416         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4417
4418         if (_a->threshold > _b->threshold)
4419                 return 1;
4420
4421         if (_a->threshold < _b->threshold)
4422                 return -1;
4423
4424         return 0;
4425 }
4426
4427 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4428 {
4429         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4430
4431         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4432
4433         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4434                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4435
4436         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4437         return 0;
4438 }
4439
4440 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4441 {
4442         struct mem_cgroup *iter;
4443
4444         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4445                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4446 }
4447
4448 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4449         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4450 {
4451         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4452         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4453         unsigned long threshold;
4454         unsigned long usage;
4455         int i, size, ret;
4456
4457         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4458         if (ret)
4459                 return ret;
4460
4461         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4462
4463         if (type == _MEM) {
4464                 thresholds = &memcg->thresholds;
4465                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4466         } else if (type == _MEMSWAP) {
4467                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4468                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4469         } else
4470                 BUG();
4471
4472         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4473         if (thresholds->primary)
4474                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4475
4476         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4477
4478         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4479         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4480         if (!new) {
4481                 ret = -ENOMEM;
4482                 goto unlock;
4483         }
4484         new->size = size;
4485
4486         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4487         if (thresholds->primary)
4488                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4489                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4490
4491         /* Add new threshold */
4492         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4493         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4494
4495         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4496         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4497                         compare_thresholds, NULL);
4498
4499         /* Find current threshold */
4500         new->current_threshold = -1;
4501         for (i = 0; i < size; i++) {
4502                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4503                         /*
4504                          * new->current_threshold will not be used until
4505                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4506                          * it here.
4507                          */
4508                         ++new->current_threshold;
4509                 } else
4510                         break;
4511         }
4512
4513         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4514         kfree(thresholds->spare);
4515         thresholds->spare = thresholds->primary;
4516
4517         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4518
4519         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4520         synchronize_rcu();
4521
4522 unlock:
4523         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4524
4525         return ret;
4526 }
4527
4528 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4529         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4530 {
4531         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4532 }
4533
4534 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4535         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4536 {
4537         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4538 }
4539
4540 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4541         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4542 {
4543         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4544         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4545         unsigned long usage;
4546         int i, j, size, entries;
4547
4548         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4549
4550         if (type == _MEM) {
4551                 thresholds = &memcg->thresholds;
4552                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4553         } else if (type == _MEMSWAP) {
4554                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4555                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4556         } else
4557                 BUG();
4558
4559         if (!thresholds->primary)
4560                 goto unlock;
4561
4562         /* Check if a threshold crossed before removing */
4563         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4564
4565         /* Calculate new number of threshold */
4566         size = entries = 0;
4567         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4568                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4569                         size++;
4570                 else
4571                         entries++;
4572         }
4573
4574         new = thresholds->spare;
4575
4576         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4577         if (!entries)
4578                 goto unlock;
4579
4580         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4581         if (!size) {
4582                 kfree(new);
4583                 new = NULL;
4584                 goto swap_buffers;
4585         }
4586
4587         new->size = size;
4588
4589         /* Copy thresholds and find current threshold */
4590         new->current_threshold = -1;
4591         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4592                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4593                         continue;
4594
4595                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4596                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4597                         /*
4598                          * new->current_threshold will not be used
4599                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4600                          * it here.
4601                          */
4602                         ++new->current_threshold;
4603                 }
4604                 j++;
4605         }
4606
4607 swap_buffers:
4608         /* Swap primary and spare array */
4609         thresholds->spare = thresholds->primary;
4610
4611         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4612
4613         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4614         synchronize_rcu();
4615
4616         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4617         if (!new) {
4618                 kfree(thresholds->spare);
4619                 thresholds->spare = NULL;
4620         }
4621 unlock:
4622         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4623 }
4624
4625 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4626         struct eventfd_ctx *eventfd)
4627 {
4628         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4629 }
4630
4631 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4632         struct eventfd_ctx *eventfd)
4633 {
4634         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4635 }
4636
4637 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4638         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4639 {
4640         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4641
4642         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4643         if (!event)
4644                 return -ENOMEM;
4645
4646         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4647
4648         event->eventfd = eventfd;
4649         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4650
4651         /* already in OOM ? */
4652         if (memcg->under_oom)
4653                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4654         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4655
4656         return 0;
4657 }
4658
4659 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4660         struct eventfd_ctx *eventfd)
4661 {
4662         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4663
4664         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4665
4666         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4667                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4668                         list_del(&ev->list);
4669                         kfree(ev);
4670                 }
4671         }
4672
4673         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4674 }
4675
4676 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4677 {
4678         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4679
4680         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4681         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4682         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4683                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4684         return 0;
4685 }
4686
4687 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4688         struct cftype *cft, u64 val)
4689 {
4690         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4691
4692         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4693         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4694                 return -EINVAL;
4695
4696         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4697         if (!val)
4698                 memcg_oom_recover(memcg);
4699
4700         return 0;
4701 }
4702
4703 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4704
4705 #include <trace/events/writeback.h>
4706
4707 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4708 {
4709         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4710 }
4711
4712 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4713 {
4714         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4715 }
4716
4717 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4718 {
4719         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4720 }
4721
4722 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4723 {
4724         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4725
4726         if (!memcg->css.parent)
4727                 return NULL;
4728
4729         return &memcg->cgwb_domain;
4730 }
4731
4732 /**
4733  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4734  * @wb: bdi_writeback in question
4735  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4736  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4737  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4738  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4739  *
4740  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4741  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4742  * is a bit more involved.
4743  *
4744  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4745  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4746  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4747  * available memory in the system.  The caller should further cap
4748  * *@pheadroom accordingly.
4749  */
4750 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4751                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4752                          unsigned long *pwriteback)
4753 {
4754         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4755         struct mem_cgroup *parent;
4756
4757         mem_cgroup_flush_stats();
4758
4759         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4760         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4761         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4762                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4763
4764         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4765         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4766                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4767                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4768                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4769
4770                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4771                 memcg = parent;
4772         }
4773 }
4774
4775 /*
4776  * Foreign dirty flushing
4777  *
4778  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4779  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4780  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4781  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4782  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4783  * different cgroups isn't a common use-case.
4784  *
4785  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4786  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4787  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4788  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4789  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4790  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4791  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4792  * make writeback of the dirty pages happen.
4793  *
4794  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4795  * severely throttled after making some progress after each
4796  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4797  * completely idle.
4798  *
4799  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4800  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4801  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4802  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4803  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4804  *
4805  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4806  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4807  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4808  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4809  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4810  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4811  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4812  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4813  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4814  *
4815  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4816  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4817  * records are lockless and racy.
4818  */
4819 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4820                                              struct bdi_writeback *wb)
4821 {
4822         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4823         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4824         u64 now = get_jiffies_64();
4825         u64 oldest_at = now;
4826         int oldest = -1;
4827         int i;
4828
4829         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4830
4831         /*
4832          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4833          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4834          * written out.
4835          */
4836         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4837                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4838                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4839                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4840                         break;
4841                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4842                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4843                         oldest = i;
4844                         oldest_at = frn->at;
4845                 }
4846         }
4847
4848         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4849                 /*
4850                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4851                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4852                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4853                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4854                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4855                  */
4856                 unsigned long update_intv =
4857                         min_t(unsigned long, HZ,
4858                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4859
4860                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4861                         frn->at = now;
4862         } else if (oldest >= 0) {
4863                 /* replace the oldest free one */
4864                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4865                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4866                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4867                 frn->at = now;
4868         }
4869 }
4870
4871 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4872 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4873 {
4874         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4875         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4876         u64 now = jiffies_64;
4877         int i;
4878
4879         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4880                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4881
4882                 /*
4883                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4884                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4885                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4886                  * already one in flight.
4887                  */
4888                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4889                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4890                         frn->at = 0;
4891                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4892                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4893                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4894                                                &frn->done);
4895                 }
4896         }
4897 }
4898
4899 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4900
4901 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4902 {
4903         return 0;
4904 }
4905
4906 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4907 {
4908 }
4909
4910 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4911 {
4912 }
4913
4914 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4915
4916 /*
4917  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4918  *
4919  * "cgroup.event_control" implementation.
4920  *
4921  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4922  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4923  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4924  *
4925  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4926  * possible.
4927  */
4928
4929 /*
4930  * Unregister event and free resources.
4931  *
4932  * Gets called from workqueue.
4933  */
4934 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4935 {
4936         struct mem_cgroup_event *event =
4937                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4938         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4939
4940         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4941
4942         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4943
4944         /* Notify userspace the event is going away. */
4945         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4946
4947         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4948         kfree(event);
4949         css_put(&memcg->css);
4950 }
4951
4952 /*
4953  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4954  *
4955  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4956  */
4957 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4958                             int sync, void *key)
4959 {
4960         struct mem_cgroup_event *event =
4961                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4962         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4963         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4964
4965         if (flags & EPOLLHUP) {
4966                 /*
4967                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4968                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4969                  * for us.
4970                  *
4971                  * We can't race against event freeing since the other
4972                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4973                  * which we hold.
4974                  */
4975                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4976                 if (!list_empty(&event->list)) {
4977                         list_del_init(&event->list);
4978                         /*
4979                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4980                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4981                          */
4982                         schedule_work(&event->remove);
4983                 }
4984                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4985         }
4986
4987         return 0;
4988 }
4989
4990 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4991                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4992 {
4993         struct mem_cgroup_event *event =
4994                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4995
4996         event->wqh = wqh;
4997         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4998 }
4999
5000 /*
5001  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5002  *
5003  * Parse input and register new cgroup event handler.
5004  *
5005  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5006  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5007  */
5008 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5009                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5010 {
5011         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5013         struct mem_cgroup_event *event;
5014         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5015         unsigned int efd, cfd;
5016         struct fd efile;
5017         struct fd cfile;
5018         struct dentry *cdentry;
5019         const char *name;
5020         char *endp;
5021         int ret;
5022
5023         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5024                 return -EOPNOTSUPP;
5025
5026         buf = strstrip(buf);
5027
5028         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5029         if (*endp != ' ')
5030                 return -EINVAL;
5031         buf = endp + 1;
5032
5033         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5034         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5035                 return -EINVAL;
5036         buf = endp + 1;
5037
5038         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5039         if (!event)
5040                 return -ENOMEM;
5041
5042         event->memcg = memcg;
5043         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5044         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5045         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5046         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5047
5048         efile = fdget(efd);
5049         if (!efile.file) {
5050                 ret = -EBADF;
5051                 goto out_kfree;
5052         }
5053
5054         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5055         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5056                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5057                 goto out_put_efile;
5058         }
5059
5060         cfile = fdget(cfd);
5061         if (!cfile.file) {
5062                 ret = -EBADF;
5063                 goto out_put_eventfd;
5064         }
5065
5066         /* the process need read permission on control file */
5067         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5068         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5069         if (ret < 0)
5070                 goto out_put_cfile;
5071
5072         /*
5073          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5074          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5075          */
5076         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5077         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5078                 ret = -EINVAL;
5079                 goto out_put_cfile;
5080         }
5081
5082         /*
5083          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5084          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5085          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5086          * is for compatibility anyway.
5087          *
5088          * DO NOT ADD NEW FILES.
5089          */
5090         name = cdentry->d_name.name;
5091
5092         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5093                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5094                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5095         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5096                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5097                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5098         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5099                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5100                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5101         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5102                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5103                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5104         } else {
5105                 ret = -EINVAL;
5106                 goto out_put_cfile;
5107         }
5108
5109         /*
5110          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5111          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5112          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5113          */
5114         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5115                                                &memory_cgrp_subsys);
5116         ret = -EINVAL;
5117         if (IS_ERR(cfile_css))
5118                 goto out_put_cfile;
5119         if (cfile_css != css) {
5120                 css_put(cfile_css);
5121                 goto out_put_cfile;
5122         }
5123
5124         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5125         if (ret)
5126                 goto out_put_css;
5127
5128         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5129
5130         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5131         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5132         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5133
5134         fdput(cfile);
5135         fdput(efile);
5136
5137         return nbytes;
5138
5139 out_put_css:
5140         css_put(css);
5141 out_put_cfile:
5142         fdput(cfile);
5143 out_put_eventfd:
5144         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5145 out_put_efile:
5146         fdput(efile);
5147 out_kfree:
5148         kfree(event);
5149
5150         return ret;
5151 }
5152
5153 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5154 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5155 {
5156         /*
5157          * Deprecated.
5158          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5159          */
5160         return 0;
5161 }
5162 #endif
5163
5164 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5165
5166 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5167         {
5168                 .name = "usage_in_bytes",
5169                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5170                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5171         },
5172         {
5173                 .name = "max_usage_in_bytes",
5174                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5175                 .write = mem_cgroup_reset,
5176                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5177         },
5178         {
5179                 .name = "limit_in_bytes",
5180                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5181                 .write = mem_cgroup_write,
5182                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5183         },
5184         {
5185                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5186                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5187                 .write = mem_cgroup_write,
5188                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5189         },
5190         {
5191                 .name = "failcnt",
5192                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5193                 .write = mem_cgroup_reset,
5194                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5195         },
5196         {
5197                 .name = "stat",
5198                 .seq_show = memory_stat_show,
5199         },
5200         {
5201                 .name = "force_empty",
5202                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5203         },
5204         {
5205                 .name = "use_hierarchy",
5206                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5207                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5208         },
5209         {
5210                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5211                 .write = memcg_write_event_control,
5212                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5213         },
5214         {
5215                 .name = "swappiness",
5216                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5217                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5218         },
5219         {
5220                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5221                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5222                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5223         },
5224         {
5225                 .name = "oom_control",
5226                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5227                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5228         },
5229         {
5230                 .name = "pressure_level",
5231                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5232         },
5233 #ifdef CONFIG_NUMA
5234         {
5235                 .name = "numa_stat",
5236                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5237         },
5238 #endif
5239         {
5240                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5241                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5242                 .write = mem_cgroup_write,
5243                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5244         },
5245         {
5246                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5247                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5248                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5249         },
5250         {
5251                 .name = "kmem.failcnt",
5252                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5253                 .write = mem_cgroup_reset,
5254                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5255         },
5256         {
5257                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5258                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5259                 .write = mem_cgroup_reset,
5260                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5261         },
5262 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5263         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5264         {
5265                 .name = "kmem.slabinfo",
5266                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5267         },
5268 #endif
5269         {
5270                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5271                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5272                 .write = mem_cgroup_write,
5273                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5274         },
5275         {
5276                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5277                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5278                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5279         },
5280         {
5281                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5282                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5283                 .write = mem_cgroup_reset,
5284                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5285         },
5286         {
5287                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5288                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5289                 .write = mem_cgroup_reset,
5290                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5291         },
5292         { },    /* terminate */
5293 };
5294
5295 /*
5296  * Private memory cgroup IDR
5297  *
5298  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5299  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5300  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5301  * memory-controlled cgroups to 64k.
5302  *
5303  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5304  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5305  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5306  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5307  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5308  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5309  *
5310  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5311  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5312  * when the CSS is offlined.
5313  *
5314  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5315  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5316  * those references are manageable from userspace.
5317  */
5318
5319 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5320 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5321
5322 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5323 {
5324         if (memcg->id.id > 0) {
5325                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5326                 memcg->id.id = 0;
5327         }
5328 }
5329
5330 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5331                                                   unsigned int n)
5332 {
5333         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5334 }
5335
5336 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5337 {
5338         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5339                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5340
5341                 /* Memcg ID pins CSS */
5342                 css_put(&memcg->css);
5343         }
5344 }
5345
5346 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5347 {
5348         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5349 }
5350
5351 /**
5352  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5353  * @id: the memcg id to look up
5354  *
5355  * Caller must hold rcu_read_lock().
5356  */
5357 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5358 {
5359         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5360         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5361 }
5362
5363 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5364 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5365 {
5366         struct cgroup *cgrp;
5367         struct cgroup_subsys_state *css;
5368         struct mem_cgroup *memcg;
5369
5370         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5371         if (IS_ERR(cgrp))
5372                 return ERR_CAST(cgrp);
5373
5374         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5375         if (css)
5376                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5377         else
5378                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5379
5380         cgroup_put(cgrp);
5381
5382         return memcg;
5383 }
5384 #endif
5385
5386 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5387 {
5388         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5389
5390         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5391         if (!pn)
5392                 return 1;
5393
5394         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5395                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5396         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5397                 kfree(pn);
5398                 return 1;
5399         }
5400
5401         lruvec_init(&pn->lruvec);
5402         pn->memcg = memcg;
5403
5404         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5405         return 0;
5406 }
5407
5408 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5409 {
5410         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5411
5412         if (!pn)
5413                 return;
5414
5415         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5416         kfree(pn);
5417 }
5418
5419 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5420 {
5421         int node;
5422
5423         if (memcg->orig_objcg)
5424                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5425
5426         for_each_node(node)
5427                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5428         kfree(memcg->vmstats);
5429         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5430         kfree(memcg);
5431 }
5432
5433 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5434 {
5435         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5436         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5437         __mem_cgroup_free(memcg);
5438 }
5439
5440 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg;
5443         int node;
5444         int __maybe_unused i;
5445         long error = -ENOMEM;
5446
5447         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5448         if (!memcg)
5449                 return ERR_PTR(error);
5450
5451         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5452                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5453         if (memcg->id.id < 0) {
5454                 error = memcg->id.id;
5455                 goto fail;
5456         }
5457
5458         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5459         if (!memcg->vmstats)
5460                 goto fail;
5461
5462         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5463                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5464         if (!memcg->vmstats_percpu)
5465                 goto fail;
5466
5467         for_each_node(node)
5468                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5469                         goto fail;
5470
5471         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5472                 goto fail;
5473
5474         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5475         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5476         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5477         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5478         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5479         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5480         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5481         memcg->socket_pressure = jiffies;
5482 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5483         memcg->kmemcg_id = -1;
5484         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5485 #endif
5486 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5487         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5488         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5489                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5490                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5491 #endif
5492 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5493         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5494         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5495         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5496 #endif
5497         lru_gen_init_memcg(memcg);
5498         return memcg;
5499 fail:
5500         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5501         __mem_cgroup_free(memcg);
5502         return ERR_PTR(error);
5503 }
5504
5505 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5506 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5507 {
5508         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5509         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5510
5511         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5512         memcg = mem_cgroup_alloc();
5513         set_active_memcg(old_memcg);
5514         if (IS_ERR(memcg))
5515                 return ERR_CAST(memcg);
5516
5517         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5518         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5519 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5520         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5521 #endif
5522         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5523         if (parent) {
5524                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5525                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5526
5527                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5528                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5529                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5530                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5531         } else {
5532                 init_memcg_events();
5533                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5534                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5535                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5536                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5537
5538                 root_mem_cgroup = memcg;
5539                 return &memcg->css;
5540         }
5541
5542         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5543                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5544
5545 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5546         if (!cgroup_memory_nobpf)
5547                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5548 #endif
5549
5550         return &memcg->css;
5551 }
5552
5553 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5554 {
5555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5556
5557         if (memcg_online_kmem(memcg))
5558                 goto remove_id;
5559
5560         /*
5561          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5562          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5563          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5564          */
5565         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5566                 goto offline_kmem;
5567
5568         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5569                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5570                                    FLUSH_TIME);
5571         lru_gen_online_memcg(memcg);
5572
5573         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5574         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5575         css_get(css);
5576
5577         /*
5578          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5579          *
5580          * We could do this earlier and require callers to filter with
5581          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5582          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5583          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5584          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5585          * regular ID destruction during offlining.
5586          */
5587         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5588
5589         return 0;
5590 offline_kmem:
5591         memcg_offline_kmem(memcg);
5592 remove_id:
5593         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5594         return -ENOMEM;
5595 }
5596
5597 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5598 {
5599         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5600         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5601
5602         /*
5603          * Unregister events and notify userspace.
5604          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5605          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5606          */
5607         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5608         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5609                 list_del_init(&event->list);
5610                 schedule_work(&event->remove);
5611         }
5612         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5613
5614         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5615         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5616
5617         memcg_offline_kmem(memcg);
5618         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5619         wb_memcg_offline(memcg);
5620         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5621
5622         drain_all_stock(memcg);
5623
5624         mem_cgroup_id_put(memcg);
5625 }
5626
5627 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5628 {
5629         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5630
5631         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5632         lru_gen_release_memcg(memcg);
5633 }
5634
5635 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5636 {
5637         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5638         int __maybe_unused i;
5639
5640 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5641         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5642                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5643 #endif
5644         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5645                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5646
5647         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5648                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5649
5650 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5651         if (!cgroup_memory_nobpf)
5652                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5653 #endif
5654
5655         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5656         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5657         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5658         free_shrinker_info(memcg);
5659         mem_cgroup_free(memcg);
5660 }
5661
5662 /**
5663  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5664  * @css: the target css
5665  *
5666  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5667  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5668  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5669  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5670  * made visible again.
5671  *
5672  * The current implementation only resets the essential configurations.
5673  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5674  */
5675 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5676 {
5677         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5678
5679         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5680         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5681         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5682         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5683         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5684         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5685         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5686         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5687         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5688         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5689 }
5690
5691 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5692 {
5693         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5694         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5695         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5696         long delta, delta_cpu, v;
5697         int i, nid;
5698
5699         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5700
5701         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5702                 /*
5703                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5704                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5705                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5706                  */
5707                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5708                 if (delta)
5709                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5710
5711                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5712                 delta_cpu = 0;
5713                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5714                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5715                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5716                         delta += delta_cpu;
5717                         statc->state_prev[i] = v;
5718                 }
5719
5720                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5721                 if (delta_cpu)
5722                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5723
5724                 if (delta) {
5725                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5726                         if (parent)
5727                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5728                 }
5729         }
5730
5731         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5732                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5733                 if (delta)
5734                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5735
5736                 delta_cpu = 0;
5737                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5738                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5739                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5740                         delta += delta_cpu;
5741                         statc->events_prev[i] = v;
5742                 }
5743
5744                 if (delta_cpu)
5745                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5746
5747                 if (delta) {
5748                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5749                         if (parent)
5750                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5751                 }
5752         }
5753
5754         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5755                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5756                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5757                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5758
5759                 if (parent)
5760                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5761
5762                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5763
5764                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5765                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5766                         if (delta)
5767                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5768
5769                         delta_cpu = 0;
5770                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5771                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5772                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5773                                 delta += delta_cpu;
5774                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5775                         }
5776
5777                         if (delta_cpu)
5778                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5779
5780                         if (delta) {
5781                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5782                                 if (ppn)
5783                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5784                         }
5785                 }
5786         }
5787 }
5788
5789 #ifdef CONFIG_MMU
5790 /* Handlers for move charge at task migration. */
5791 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5792 {
5793         int ret;
5794
5795         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5796         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5797         if (!ret) {
5798                 mc.precharge += count;
5799                 return ret;
5800         }
5801
5802         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5803         while (count--) {
5804                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5805                 if (ret)
5806                         return ret;
5807                 mc.precharge++;
5808                 cond_resched();
5809         }
5810         return 0;
5811 }
5812
5813 union mc_target {
5814         struct page     *page;
5815         swp_entry_t     ent;
5816 };
5817
5818 enum mc_target_type {
5819         MC_TARGET_NONE = 0,
5820         MC_TARGET_PAGE,
5821         MC_TARGET_SWAP,
5822         MC_TARGET_DEVICE,
5823 };
5824
5825 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5826                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5827 {
5828         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5829
5830         if (!page)
5831                 return NULL;
5832         if (PageAnon(page)) {
5833                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5834                         return NULL;
5835         } else {
5836                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5837                         return NULL;
5838         }
5839         get_page(page);
5840
5841         return page;
5842 }
5843
5844 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5845 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5846                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5847 {
5848         struct page *page = NULL;
5849         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5850
5851         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5852                 return NULL;
5853
5854         /*
5855          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5856          * stored as special swap entries in the page table.
5857          */
5858         if (is_device_private_entry(ent)) {
5859                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5860                 if (!get_page_unless_zero(page))
5861                         return NULL;
5862                 return page;
5863         }
5864
5865         if (non_swap_entry(ent))
5866                 return NULL;
5867
5868         /*
5869          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5870          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5871          */
5872         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5873         entry->val = ent.val;
5874
5875         return page;
5876 }
5877 #else
5878 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5879                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5880 {
5881         return NULL;
5882 }
5883 #endif
5884
5885 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5886                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5887 {
5888         unsigned long index;
5889         struct folio *folio;
5890
5891         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5892                 return NULL;
5893         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5894                 return NULL;
5895
5896         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5897         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5898         index = linear_page_index(vma, addr);
5899         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5900         if (IS_ERR(folio))
5901                 return NULL;
5902         return folio_file_page(folio, index);
5903 }
5904
5905 /**
5906  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5907  * @page: the page
5908  * @compound: charge the page as compound or small page
5909  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5910  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5911  *
5912  * The page must be locked and not on the LRU.
5913  *
5914  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5915  * from old cgroup.
5916  */
5917 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5918                                    bool compound,
5919                                    struct mem_cgroup *from,
5920                                    struct mem_cgroup *to)
5921 {
5922         struct folio *folio = page_folio(page);
5923         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5924         struct pglist_data *pgdat;
5925         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5926         int nid, ret;
5927
5928         VM_BUG_ON(from == to);
5929         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5930         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5931         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5932
5933         ret = -EINVAL;
5934         if (folio_memcg(folio) != from)
5935                 goto out;
5936
5937         pgdat = folio_pgdat(folio);
5938         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5939         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5940
5941         folio_memcg_lock(folio);
5942
5943         if (folio_test_anon(folio)) {
5944                 if (folio_mapped(folio)) {
5945                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5946                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5947                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
5948                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5949                                                    -nr_pages);
5950                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5951                                                    nr_pages);
5952                         }
5953                 }
5954         } else {
5955                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5956                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5957
5958                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5959                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5960                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5961                 }
5962
5963                 if (folio_mapped(folio)) {
5964                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5965                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5966                 }
5967
5968                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5969                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5970
5971                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5972                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5973                                                    -nr_pages);
5974                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5975                                                    nr_pages);
5976                         }
5977                 }
5978         }
5979
5980 #ifdef CONFIG_SWAP
5981         if (folio_test_swapcache(folio)) {
5982                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
5983                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
5984         }
5985 #endif
5986         if (folio_test_writeback(folio)) {
5987                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5988                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5989         }
5990
5991         /*
5992          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5993          *
5994          * It is safe to change page's memcg here because the page
5995          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5996          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5997          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5998          *
5999          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6000          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6001          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6002          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6003          */
6004         smp_mb();
6005
6006         css_get(&to->css);
6007         css_put(&from->css);
6008
6009         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6010
6011         __folio_memcg_unlock(from);
6012
6013         ret = 0;
6014         nid = folio_nid(folio);
6015
6016         local_irq_disable();
6017         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6018         memcg_check_events(to, nid);
6019         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6020         memcg_check_events(from, nid);
6021         local_irq_enable();
6022 out:
6023         return ret;
6024 }
6025
6026 /**
6027  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6028  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6029  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6030  * @ptent: the pte to be checked
6031  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6032  *
6033  * Context: Called with pte lock held.
6034  * Return:
6035  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6036  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6037  *   move charge. If @target is not NULL, the page is stored in target->page
6038  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6039  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6040  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6041  *   stored in target->ent.
6042  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6043  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6044  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6045  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6046  */
6047 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6048                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6049 {
6050         struct page *page = NULL;
6051         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6052         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6053
6054         if (pte_present(ptent))
6055                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6056         else if (pte_none_mostly(ptent))
6057                 /*
6058                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6059                  * from other swap handling below.
6060                  */
6061                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6062         else if (is_swap_pte(ptent))
6063                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6064
6065         if (target && page) {
6066                 if (!trylock_page(page)) {
6067                         put_page(page);
6068                         return ret;
6069                 }
6070                 /*
6071                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6072                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6073                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6074                  * control over the mapped state: the page lock will
6075                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6076                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6077                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6078                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6079                  * Alas, skip moving the page in this case.
6080                  */
6081                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6082                         unlock_page(page);
6083                         put_page(page);
6084                         return ret;
6085                 }
6086         }
6087
6088         if (!page && !ent.val)
6089                 return ret;
6090         if (page) {
6091                 /*
6092                  * Do only loose check w/o serialization.
6093                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6094                  * not under LRU exclusion.
6095                  */
6096                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
6097                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6098                         if (is_device_private_page(page) ||
6099                             is_device_coherent_page(page))
6100                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6101                         if (target)
6102                                 target->page = page;
6103                 }
6104                 if (!ret || !target) {
6105                         if (target)
6106                                 unlock_page(page);
6107                         put_page(page);
6108                 }
6109         }
6110         /*
6111          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6112          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6113          */
6114         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6115             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6116                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6117                 if (target)
6118                         target->ent = ent;
6119         }
6120         return ret;
6121 }
6122
6123 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6124 /*
6125  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6126  * not support them for now.
6127  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6128  */
6129 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6130                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6131 {
6132         struct page *page = NULL;
6133         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6134
6135         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6136                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6137                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6138                 return ret;
6139         }
6140         page = pmd_page(pmd);
6141         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6142         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6143                 return ret;
6144         if (page_memcg(page) == mc.from) {
6145                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6146                 if (target) {
6147                         get_page(page);
6148                         if (!trylock_page(page)) {
6149                                 put_page(page);
6150                                 return MC_TARGET_NONE;
6151                         }
6152                         target->page = page;
6153                 }
6154         }
6155         return ret;
6156 }
6157 #else
6158 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6159                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6160 {
6161         return MC_TARGET_NONE;
6162 }
6163 #endif
6164
6165 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6166                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6167                                         struct mm_walk *walk)
6168 {
6169         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6170         pte_t *pte;
6171         spinlock_t *ptl;
6172
6173         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6174         if (ptl) {
6175                 /*
6176                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6177                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6178                  * this might change.
6179                  */
6180                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6181                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6182                 spin_unlock(ptl);
6183                 return 0;
6184         }
6185
6186         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6187         if (!pte)
6188                 return 0;
6189         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6190                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6191                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6192         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6193         cond_resched();
6194
6195         return 0;
6196 }
6197
6198 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6199         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6200         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6201 };
6202
6203 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6204 {
6205         unsigned long precharge;
6206
6207         mmap_read_lock(mm);
6208         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6209         mmap_read_unlock(mm);
6210
6211         precharge = mc.precharge;
6212         mc.precharge = 0;
6213
6214         return precharge;
6215 }
6216
6217 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6218 {
6219         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6220
6221         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6222         mc.moving_task = current;
6223         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6224 }
6225
6226 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6227 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6228 {
6229         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6230         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6231
6232         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6233         if (mc.precharge) {
6234                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6235                 mc.precharge = 0;
6236         }
6237         /*
6238          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6239          * we must uncharge here.
6240          */
6241         if (mc.moved_charge) {
6242                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6243                 mc.moved_charge = 0;
6244         }
6245         /* we must fixup refcnts and charges */
6246         if (mc.moved_swap) {
6247                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6248                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6249                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6250
6251                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6252
6253                 /*
6254                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6255                  * should uncharge to->memory.
6256                  */
6257                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6258                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6259
6260                 mc.moved_swap = 0;
6261         }
6262         memcg_oom_recover(from);
6263         memcg_oom_recover(to);
6264         wake_up_all(&mc.waitq);
6265 }
6266
6267 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6268 {
6269         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6270
6271         /*
6272          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6273          * task migration.
6274          */
6275         mc.moving_task = NULL;
6276         __mem_cgroup_clear_mc();
6277         spin_lock(&mc.lock);
6278         mc.from = NULL;
6279         mc.to = NULL;
6280         mc.mm = NULL;
6281         spin_unlock(&mc.lock);
6282
6283         mmput(mm);
6284 }
6285
6286 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6287 {
6288         struct cgroup_subsys_state *css;
6289         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6290         struct mem_cgroup *from;
6291         struct task_struct *leader, *p;
6292         struct mm_struct *mm;
6293         unsigned long move_flags;
6294         int ret = 0;
6295
6296         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6297         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6298                 return 0;
6299
6300         /*
6301          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6302          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6303          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6304          * multiple.
6305          */
6306         p = NULL;
6307         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6308                 WARN_ON_ONCE(p);
6309                 p = leader;
6310                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6311         }
6312         if (!p)
6313                 return 0;
6314
6315         /*
6316          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6317          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6318          * So we need to save it, and keep it going.
6319          */
6320         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6321         if (!move_flags)
6322                 return 0;
6323
6324         from = mem_cgroup_from_task(p);
6325
6326         VM_BUG_ON(from == memcg);
6327
6328         mm = get_task_mm(p);
6329         if (!mm)
6330                 return 0;
6331         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6332         if (mm->owner == p) {
6333                 VM_BUG_ON(mc.from);
6334                 VM_BUG_ON(mc.to);
6335                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6336                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6337                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6338
6339                 spin_lock(&mc.lock);
6340                 mc.mm = mm;
6341                 mc.from = from;
6342                 mc.to = memcg;
6343                 mc.flags = move_flags;
6344                 spin_unlock(&mc.lock);
6345                 /* We set mc.moving_task later */
6346
6347                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6348                 if (ret)
6349                         mem_cgroup_clear_mc();
6350         } else {
6351                 mmput(mm);
6352         }
6353         return ret;
6354 }
6355
6356 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6357 {
6358         if (mc.to)
6359                 mem_cgroup_clear_mc();
6360 }
6361
6362 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6363                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6364                                 struct mm_walk *walk)
6365 {
6366         int ret = 0;
6367         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6368         pte_t *pte;
6369         spinlock_t *ptl;
6370         enum mc_target_type target_type;
6371         union mc_target target;
6372         struct page *page;
6373
6374         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6375         if (ptl) {
6376                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6377                         spin_unlock(ptl);
6378                         return 0;
6379                 }
6380                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6381                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6382                         page = target.page;
6383                         if (isolate_lru_page(page)) {
6384                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6385                                                              mc.from, mc.to)) {
6386                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6387                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6388                                 }
6389                                 putback_lru_page(page);
6390                         }
6391                         unlock_page(page);
6392                         put_page(page);
6393                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6394                         page = target.page;
6395                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6396                                                      mc.from, mc.to)) {
6397                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6398                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6399                         }
6400                         unlock_page(page);
6401                         put_page(page);
6402                 }
6403                 spin_unlock(ptl);
6404                 return 0;
6405         }
6406
6407 retry:
6408         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6409         if (!pte)
6410                 return 0;
6411         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6412                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6413                 bool device = false;
6414                 swp_entry_t ent;
6415
6416                 if (!mc.precharge)
6417                         break;
6418
6419                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6420                 case MC_TARGET_DEVICE:
6421                         device = true;
6422                         fallthrough;
6423                 case MC_TARGET_PAGE:
6424                         page = target.page;
6425                         /*
6426                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6427                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6428                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6429                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6430                          */
6431                         if (PageTransCompound(page))
6432                                 goto put;
6433                         if (!device && !isolate_lru_page(page))
6434                                 goto put;
6435                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6436                                                 mc.from, mc.to)) {
6437                                 mc.precharge--;
6438                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6439                                 mc.moved_charge++;
6440                         }
6441                         if (!device)
6442                                 putback_lru_page(page);
6443 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6444                         unlock_page(page);
6445                         put_page(page);
6446                         break;
6447                 case MC_TARGET_SWAP:
6448                         ent = target.ent;
6449                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6450                                 mc.precharge--;
6451                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6452                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6453                                 mc.moved_swap++;
6454                         }
6455                         break;
6456                 default:
6457                         break;
6458                 }
6459         }
6460         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6461         cond_resched();
6462
6463         if (addr != end) {
6464                 /*
6465                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6466                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6467                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6468                  * phase.
6469                  */
6470                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6471                 if (!ret)
6472                         goto retry;
6473         }
6474
6475         return ret;
6476 }
6477
6478 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6479         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6480         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6481 };
6482
6483 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6484 {
6485         lru_add_drain_all();
6486         /*
6487          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6488          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6489          * for already started RCU-only updates to finish.
6490          */
6491         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6492         synchronize_rcu();
6493 retry:
6494         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6495                 /*
6496                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6497                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6498                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6499                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6500                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6501                  */
6502                 __mem_cgroup_clear_mc();
6503                 cond_resched();
6504                 goto retry;
6505         }
6506         /*
6507          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6508          * additional charge, the page walk just aborts.
6509          */
6510         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6511         mmap_read_unlock(mc.mm);
6512         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6513 }
6514
6515 static void mem_cgroup_move_task(void)
6516 {
6517         if (mc.to) {
6518                 mem_cgroup_move_charge();
6519                 mem_cgroup_clear_mc();
6520         }
6521 }
6522
6523 #else   /* !CONFIG_MMU */
6524 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6525 {
6526         return 0;
6527 }
6528 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6529 {
6530 }
6531 static void mem_cgroup_move_task(void)
6532 {
6533 }
6534 #endif
6535
6536 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6537 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6538 {
6539         /*
6540          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6541          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6542          * because it's always performed on the current task, so does
6543          * current_objcg_update().
6544          */
6545         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6546 }
6547
6548 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6549 {
6550         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6551
6552         objcg = (struct obj_cgroup *)
6553                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6554         if (objcg)
6555                 obj_cgroup_put(objcg);
6556
6557         /*
6558          * Some kernel allocations can happen after this point,
6559          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6560          * because it's always performed on the current task, so does
6561          * current_objcg_update().
6562          */
6563         task->objcg = NULL;
6564 }
6565 #endif
6566
6567 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6568 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6569 {
6570         struct task_struct *task;
6571         struct cgroup_subsys_state *css;
6572
6573         /* find the first leader if there is any */
6574         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6575                 break;
6576
6577         if (!task)
6578                 return;
6579
6580         task_lock(task);
6581         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6582                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6583         task_unlock(task);
6584 }
6585 #else
6586 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6587 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6588
6589 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6590 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6591 {
6592         struct task_struct *task;
6593         struct cgroup_subsys_state *css;
6594
6595         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6596                 /* atomically set the update bit */
6597                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6598         }
6599 }
6600 #else
6601 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6602 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6603
6604 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6605 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6606 {
6607         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6608         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6609 }
6610 #endif
6611
6612 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6613 {
6614         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6615                 seq_puts(m, "max\n");
6616         else
6617                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6618
6619         return 0;
6620 }
6621
6622 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6623                                struct cftype *cft)
6624 {
6625         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6626
6627         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6628 }
6629
6630 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6631                             struct cftype *cft)
6632 {
6633         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6634
6635         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6636 }
6637
6638 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6639 {
6640         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6641                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6642 }
6643
6644 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6645                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6646 {
6647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6648         unsigned long min;
6649         int err;
6650
6651         buf = strstrip(buf);
6652         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6653         if (err)
6654                 return err;
6655
6656         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6657
6658         return nbytes;
6659 }
6660
6661 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6662 {
6663         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6664                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6665 }
6666
6667 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6668                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6669 {
6670         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6671         unsigned long low;
6672         int err;
6673
6674         buf = strstrip(buf);
6675         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6676         if (err)
6677                 return err;
6678
6679         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6680
6681         return nbytes;
6682 }
6683
6684 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6685 {
6686         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6687                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6688 }
6689
6690 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6691                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6692 {
6693         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6694         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6695         bool drained = false;
6696         unsigned long high;
6697         int err;
6698
6699         buf = strstrip(buf);
6700         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6701         if (err)
6702                 return err;
6703
6704         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6705
6706         for (;;) {
6707                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6708                 unsigned long reclaimed;
6709
6710                 if (nr_pages <= high)
6711                         break;
6712
6713                 if (signal_pending(current))
6714                         break;
6715
6716                 if (!drained) {
6717                         drain_all_stock(memcg);
6718                         drained = true;
6719                         continue;
6720                 }
6721
6722                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6723                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6724
6725                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6726                         break;
6727         }
6728
6729         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6730         return nbytes;
6731 }
6732
6733 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6734 {
6735         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6736                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6737 }
6738
6739 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6740                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6741 {
6742         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6743         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6744         bool drained = false;
6745         unsigned long max;
6746         int err;
6747
6748         buf = strstrip(buf);
6749         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6750         if (err)
6751                 return err;
6752
6753         xchg(&memcg->memory.max, max);
6754
6755         for (;;) {
6756                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6757
6758                 if (nr_pages <= max)
6759                         break;
6760
6761                 if (signal_pending(current))
6762                         break;
6763
6764                 if (!drained) {
6765                         drain_all_stock(memcg);
6766                         drained = true;
6767                         continue;
6768                 }
6769
6770                 if (nr_reclaims) {
6771                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6772                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6773                                 nr_reclaims--;
6774                         continue;
6775                 }
6776
6777                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6778                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6779                         break;
6780         }
6781
6782         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6783         return nbytes;
6784 }
6785
6786 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6787 {
6788         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6789         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6790         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6791         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6792         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6793                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6794         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6795                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6796 }
6797
6798 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6799 {
6800         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6801
6802         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6803         return 0;
6804 }
6805
6806 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6807 {
6808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6809
6810         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6811         return 0;
6812 }
6813
6814 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6815 {
6816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6817         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6818         struct seq_buf s;
6819
6820         if (!buf)
6821                 return -ENOMEM;
6822         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6823         memory_stat_format(memcg, &s);
6824         seq_puts(m, buf);
6825         kfree(buf);
6826         return 0;
6827 }
6828
6829 #ifdef CONFIG_NUMA
6830 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6831                                                      int item)
6832 {
6833         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6834                 memcg_page_state_output_unit(item);
6835 }
6836
6837 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6838 {
6839         int i;
6840         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6841
6842         mem_cgroup_flush_stats();
6843
6844         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6845                 int nid;
6846
6847                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6848                         continue;
6849
6850                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6851                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6852                         u64 size;
6853                         struct lruvec *lruvec;
6854
6855                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6856                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6857                                                         memory_stats[i].idx);
6858                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6859                 }
6860                 seq_putc(m, '\n');
6861         }
6862
6863         return 0;
6864 }
6865 #endif
6866
6867 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6868 {
6869         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6870
6871         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6872
6873         return 0;
6874 }
6875
6876 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6877                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6878 {
6879         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6880         int ret, oom_group;
6881
6882         buf = strstrip(buf);
6883         if (!buf)
6884                 return -EINVAL;
6885
6886         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6887         if (ret)
6888                 return ret;
6889
6890         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6891                 return -EINVAL;
6892
6893         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6894
6895         return nbytes;
6896 }
6897
6898 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6899                               size_t nbytes, loff_t off)
6900 {
6901         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6902         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6903         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6904         unsigned int reclaim_options;
6905         int err;
6906
6907         buf = strstrip(buf);
6908         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6909         if (err)
6910                 return err;
6911
6912         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6913         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6914                 unsigned long reclaimed;
6915
6916                 if (signal_pending(current))
6917                         return -EINTR;
6918
6919                 /*
6920                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6921                  * hope of introducing more evictable pages for
6922                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6923                  */
6924                 if (!nr_retries)
6925                         lru_add_drain_all();
6926
6927                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
6928                                         min(nr_to_reclaim - nr_reclaimed, SWAP_CLUSTER_MAX),
6929                                         GFP_KERNEL, reclaim_options);
6930
6931                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6932                         return -EAGAIN;
6933
6934                 nr_reclaimed += reclaimed;
6935         }
6936
6937         return nbytes;
6938 }
6939
6940 static struct cftype memory_files[] = {
6941         {
6942                 .name = "current",
6943                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6944                 .read_u64 = memory_current_read,
6945         },
6946         {
6947                 .name = "peak",
6948                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6949                 .read_u64 = memory_peak_read,
6950         },
6951         {
6952                 .name = "min",
6953                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6954                 .seq_show = memory_min_show,
6955                 .write = memory_min_write,
6956         },
6957         {
6958                 .name = "low",
6959                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6960                 .seq_show = memory_low_show,
6961                 .write = memory_low_write,
6962         },
6963         {
6964                 .name = "high",
6965                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6966                 .seq_show = memory_high_show,
6967                 .write = memory_high_write,
6968         },
6969         {
6970                 .name = "max",
6971                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6972                 .seq_show = memory_max_show,
6973                 .write = memory_max_write,
6974         },
6975         {
6976                 .name = "events",
6977                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6978                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6979                 .seq_show = memory_events_show,
6980         },
6981         {
6982                 .name = "events.local",
6983                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6984                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6985                 .seq_show = memory_events_local_show,
6986         },
6987         {
6988                 .name = "stat",
6989                 .seq_show = memory_stat_show,
6990         },
6991 #ifdef CONFIG_NUMA
6992         {
6993                 .name = "numa_stat",
6994                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6995         },
6996 #endif
6997         {
6998                 .name = "oom.group",
6999                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7000                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7001                 .write = memory_oom_group_write,
7002         },
7003         {
7004                 .name = "reclaim",
7005                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7006                 .write = memory_reclaim,
7007         },
7008         { }     /* terminate */
7009 };
7010
7011 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7012         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7013         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7014         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7015         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7016         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7017         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7018         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7019         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7020 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7021         .attach = mem_cgroup_attach,
7022 #endif
7023         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7024         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7025 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7026         .fork = mem_cgroup_fork,
7027         .exit = mem_cgroup_exit,
7028 #endif
7029         .dfl_cftypes = memory_files,
7030         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7031         .early_init = 0,
7032 };
7033
7034 /*
7035  * This function calculates an individual cgroup's effective
7036  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7037  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7038  * distribution in the tree.
7039  *
7040  * The following rules apply to the effective protection values:
7041  *
7042  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7043  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7044  *
7045  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7046  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7047  *    parent's effective protection.
7048  *
7049  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7050  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7051  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7052  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7053  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7054  *
7055  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7056  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7057  *    the unused remainder is available to its siblings.
7058  *
7059  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7060  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7061  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7062  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7063  *
7064  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7065  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7066  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7067  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7068  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7069  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7070  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7071  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7072  *
7073  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7074  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7075  * neighboring subtrees.
7076  */
7077 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7078                                           unsigned long parent_usage,
7079                                           unsigned long setting,
7080                                           unsigned long parent_effective,
7081                                           unsigned long siblings_protected)
7082 {
7083         unsigned long protected;
7084         unsigned long ep;
7085
7086         protected = min(usage, setting);
7087         /*
7088          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7089          * protection than what the parent affords them, distribute
7090          * shares in proportion to utilization.
7091          *
7092          * We are using actual utilization rather than the statically
7093          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7094          * but unused protection is available to siblings that would
7095          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7096          */
7097         if (siblings_protected > parent_effective)
7098                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7099
7100         /*
7101          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7102          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7103          * and utilizes is effectively protected.
7104          *
7105          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7106          * will apply pressure in proportion to that amount.
7107          *
7108          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7109          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7110          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7111          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7112          * protection is always dependent on how memory is actually
7113          * consumed among the siblings anyway.
7114          */
7115         ep = protected;
7116
7117         /*
7118          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7119          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7120          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7121          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7122          * other compete freely over the allowance, but they are
7123          * collectively protected from neighboring trees.
7124          *
7125          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7126          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7127          * the same bytes twice.
7128          *
7129          * Check both usage and parent_usage against the respective
7130          * protected values. One should imply the other, but they
7131          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7132          */
7133         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7134                 return ep;
7135         if (parent_effective > siblings_protected &&
7136             parent_usage > siblings_protected &&
7137             usage > protected) {
7138                 unsigned long unclaimed;
7139
7140                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7141                 unclaimed *= usage - protected;
7142                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7143
7144                 ep += unclaimed;
7145         }
7146
7147         return ep;
7148 }
7149
7150 /**
7151  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7152  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7153  * @memcg: the memory cgroup to check
7154  *
7155  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7156  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7157  */
7158 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7159                                      struct mem_cgroup *memcg)
7160 {
7161         unsigned long usage, parent_usage;
7162         struct mem_cgroup *parent;
7163
7164         if (mem_cgroup_disabled())
7165                 return;
7166
7167         if (!root)
7168                 root = root_mem_cgroup;
7169
7170         /*
7171          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7172          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7173          * details.
7174          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7175          * that special casing.
7176          */
7177         if (memcg == root)
7178                 return;
7179
7180         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7181         if (!usage)
7182                 return;
7183
7184         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7185
7186         if (parent == root) {
7187                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7188                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7189                 return;
7190         }
7191
7192         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7193
7194         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7195                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7196                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7197                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7198
7199         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7200                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7201                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7202                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7203 }
7204
7205 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7206                         gfp_t gfp)
7207 {
7208         int ret;
7209
7210         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7211         if (ret)
7212                 goto out;
7213
7214         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7215 out:
7216         return ret;
7217 }
7218
7219 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7220 {
7221         struct mem_cgroup *memcg;
7222         int ret;
7223
7224         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7225         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7226         css_put(&memcg->css);
7227
7228         return ret;
7229 }
7230
7231 /**
7232  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7233  * @memcg: memcg to charge.
7234  * @gfp: reclaim mode.
7235  * @nr_pages: number of pages to charge.
7236  *
7237  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7238  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7239  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7240  *
7241  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7242  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7243  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7244  * of try_charge().
7245  *
7246  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7247  */
7248 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7249                         long nr_pages)
7250 {
7251         /*
7252          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7253          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7254          */
7255         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7256                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7257                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7258                 return -EOPNOTSUPP;
7259
7260         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7261                 return -ENOMEM;
7262
7263         return 0;
7264 }
7265
7266 /**
7267  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7268  * @folio: folio to charge.
7269  * @mm: mm context of the victim
7270  * @gfp: reclaim mode
7271  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7272  *
7273  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7274  * adding the folio to the swapcache.
7275  *
7276  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7277  */
7278 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7279                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7280 {
7281         struct mem_cgroup *memcg;
7282         unsigned short id;
7283         int ret;
7284
7285         if (mem_cgroup_disabled())
7286                 return 0;
7287
7288         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7289         rcu_read_lock();
7290         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7291         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7292                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7293         rcu_read_unlock();
7294
7295         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7296
7297         css_put(&memcg->css);
7298         return ret;
7299 }
7300
7301 /*
7302  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7303  * @entry: swap entry for which the page is charged
7304  *
7305  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7306  *
7307  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7308  * is order 0 page.
7309  */
7310 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7311 {
7312         /*
7313          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7314          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7315          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7316          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7317          * the entire time.
7318          *
7319          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7320          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7321          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7322          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7323          */
7324         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7325                 /*
7326                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7327                  * let's not wait for it.  The page already received a
7328                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7329                  */
7330                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7331         }
7332 }
7333
7334 struct uncharge_gather {
7335         struct mem_cgroup *memcg;
7336         unsigned long nr_memory;
7337         unsigned long pgpgout;
7338         unsigned long nr_kmem;
7339         int nid;
7340 };
7341
7342 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7343 {
7344         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7345 }
7346
7347 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7348 {
7349         unsigned long flags;
7350
7351         if (ug->nr_memory) {
7352                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7353                 if (do_memsw_account())
7354                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7355                 if (ug->nr_kmem)
7356                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7357                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7358         }
7359
7360         local_irq_save(flags);
7361         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7362         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7363         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7364         local_irq_restore(flags);
7365
7366         /* drop reference from uncharge_folio */
7367         css_put(&ug->memcg->css);
7368 }
7369
7370 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7371 {
7372         long nr_pages;
7373         struct mem_cgroup *memcg;
7374         struct obj_cgroup *objcg;
7375
7376         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7377
7378         /*
7379          * Nobody should be changing or seriously looking at
7380          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7381          * exclusive access to the folio.
7382          */
7383         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7384                 objcg = __folio_objcg(folio);
7385                 /*
7386                  * This get matches the put at the end of the function and
7387                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7388                  */
7389                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7390         } else {
7391                 memcg = __folio_memcg(folio);
7392         }
7393
7394         if (!memcg)
7395                 return;
7396
7397         if (ug->memcg != memcg) {
7398                 if (ug->memcg) {
7399                         uncharge_batch(ug);
7400                         uncharge_gather_clear(ug);
7401                 }
7402                 ug->memcg = memcg;
7403                 ug->nid = folio_nid(folio);
7404
7405                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7406                 css_get(&memcg->css);
7407         }
7408
7409         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7410
7411         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7412                 ug->nr_memory += nr_pages;
7413                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7414
7415                 folio->memcg_data = 0;
7416                 obj_cgroup_put(objcg);
7417         } else {
7418                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7419                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7420                         ug->nr_memory += nr_pages;
7421                 ug->pgpgout++;
7422
7423                 folio->memcg_data = 0;
7424         }
7425
7426         css_put(&memcg->css);
7427 }
7428
7429 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7430 {
7431         struct uncharge_gather ug;
7432
7433         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7434         if (!folio_memcg(folio))
7435                 return;
7436
7437         uncharge_gather_clear(&ug);
7438         uncharge_folio(folio, &ug);
7439         uncharge_batch(&ug);
7440 }
7441
7442 /**
7443  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7444  * @page_list: list of pages to uncharge
7445  *
7446  * Uncharge a list of pages previously charged with
7447  * __mem_cgroup_charge().
7448  */
7449 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7450 {
7451         struct uncharge_gather ug;
7452         struct folio *folio;
7453
7454         uncharge_gather_clear(&ug);
7455         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
7456                 uncharge_folio(folio, &ug);
7457         if (ug.memcg)
7458                 uncharge_batch(&ug);
7459 }
7460
7461 /**
7462  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7463  * @old: Currently circulating folio.
7464  * @new: Replacement folio.
7465  *
7466  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7467  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7468  * (in replace_page_cache_folio()).
7469  *
7470  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7471  */
7472 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7473 {
7474         struct mem_cgroup *memcg;
7475         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7476         unsigned long flags;
7477
7478         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7479         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7480         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7481         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7482
7483         if (mem_cgroup_disabled())
7484                 return;
7485
7486         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7487         if (folio_memcg(new))
7488                 return;
7489
7490         memcg = folio_memcg(old);
7491         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7492         if (!memcg)
7493                 return;
7494
7495         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7496         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7497                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7498                 if (do_memsw_account())
7499                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7500         }
7501
7502         css_get(&memcg->css);
7503         commit_charge(new, memcg);
7504
7505         local_irq_save(flags);
7506         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7507         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7508         local_irq_restore(flags);
7509 }
7510
7511 /**
7512  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7513  * @old: Currently circulating folio.
7514  * @new: Replacement folio.
7515  *
7516  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7517  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7518  * will remain unchanged throughout the process.
7519  *
7520  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7521  */
7522 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7523 {
7524         struct mem_cgroup *memcg;
7525
7526         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7527         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7528         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7529         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7530
7531         if (mem_cgroup_disabled())
7532                 return;
7533
7534         memcg = folio_memcg(old);
7535         /*
7536          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7537          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7538          * was not selected.
7539          */
7540         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7541         if (!memcg)
7542                 return;
7543
7544         /* Transfer the charge and the css ref */
7545         commit_charge(new, memcg);
7546         old->memcg_data = 0;
7547 }
7548
7549 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7550 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7551
7552 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7553 {
7554         struct mem_cgroup *memcg;
7555
7556         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7557                 return;
7558
7559         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7560         if (!in_task())
7561                 return;
7562
7563         rcu_read_lock();
7564         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7565         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7566                 goto out;
7567         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7568                 goto out;
7569         if (css_tryget(&memcg->css))
7570                 sk->sk_memcg = memcg;
7571 out:
7572         rcu_read_unlock();
7573 }
7574
7575 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7576 {
7577         if (sk->sk_memcg)
7578                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7579 }
7580
7581 /**
7582  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7583  * @memcg: memcg to charge
7584  * @nr_pages: number of pages to charge
7585  * @gfp_mask: reclaim mode
7586  *
7587  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7588  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7589  */
7590 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7591                              gfp_t gfp_mask)
7592 {
7593         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7594                 struct page_counter *fail;
7595
7596                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7597                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7598                         return true;
7599                 }
7600                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7601                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7602                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7603                         return true;
7604                 }
7605                 return false;
7606         }
7607
7608         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7609                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7610                 return true;
7611         }
7612
7613         return false;
7614 }
7615
7616 /**
7617  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7618  * @memcg: memcg to uncharge
7619  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7620  */
7621 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7622 {
7623         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7624                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7625                 return;
7626         }
7627
7628         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7629
7630         refill_stock(memcg, nr_pages);
7631 }
7632
7633 static int __init cgroup_memory(char *s)
7634 {
7635         char *token;
7636
7637         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7638                 if (!*token)
7639                         continue;
7640                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7641                         cgroup_memory_nosocket = true;
7642                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7643                         cgroup_memory_nokmem = true;
7644                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7645                         cgroup_memory_nobpf = true;
7646         }
7647         return 1;
7648 }
7649 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7650
7651 /*
7652  * subsys_initcall() for memory controller.
7653  *
7654  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7655  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7656  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7657  * should be initialized from here.
7658  */
7659 static int __init mem_cgroup_init(void)
7660 {
7661         int cpu, node;
7662
7663         /*
7664          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7665          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7666          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7667          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7668          */
7669         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7670
7671         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7672                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7673
7674         for_each_possible_cpu(cpu)
7675                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7676                           drain_local_stock);
7677
7678         for_each_node(node) {
7679                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7680
7681                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7682
7683                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7684                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7685                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7686                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7687         }
7688
7689         return 0;
7690 }
7691 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7692
7693 #ifdef CONFIG_SWAP
7694 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7695 {
7696         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7697                 /*
7698                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7699                  * always be >= 1.
7700                  */
7701                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7702                         VM_BUG_ON(1);
7703                         break;
7704                 }
7705                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7706                 if (!memcg)
7707                         memcg = root_mem_cgroup;
7708         }
7709         return memcg;
7710 }
7711
7712 /**
7713  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7714  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7715  * @entry: swap entry to move the charge to
7716  *
7717  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7718  */
7719 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7720 {
7721         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7722         unsigned int nr_entries;
7723         unsigned short oldid;
7724
7725         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7726         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7727
7728         if (mem_cgroup_disabled())
7729                 return;
7730
7731         if (!do_memsw_account())
7732                 return;
7733
7734         memcg = folio_memcg(folio);
7735
7736         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7737         if (!memcg)
7738                 return;
7739
7740         /*
7741          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7742          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7743          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7744          */
7745         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7746         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7747         /* Get references for the tail pages, too */
7748         if (nr_entries > 1)
7749                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7750         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7751                                    nr_entries);
7752         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7753         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7754
7755         folio->memcg_data = 0;
7756
7757         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7758                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7759
7760         if (memcg != swap_memcg) {
7761                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7762                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7763                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7764         }
7765
7766         /*
7767          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7768          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7769          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7770          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7771          */
7772         memcg_stats_lock();
7773         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7774         memcg_stats_unlock();
7775         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7776
7777         css_put(&memcg->css);
7778 }
7779
7780 /**
7781  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7782  * @folio: folio being added to swap
7783  * @entry: swap entry to charge
7784  *
7785  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7786  *
7787  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7788  */
7789 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7790 {
7791         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7792         struct page_counter *counter;
7793         struct mem_cgroup *memcg;
7794         unsigned short oldid;
7795
7796         if (do_memsw_account())
7797                 return 0;
7798
7799         memcg = folio_memcg(folio);
7800
7801         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7802         if (!memcg)
7803                 return 0;
7804
7805         if (!entry.val) {
7806                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7807                 return 0;
7808         }
7809
7810         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7811
7812         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7813             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7814                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7815                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7816                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7817                 return -ENOMEM;
7818         }
7819
7820         /* Get references for the tail pages, too */
7821         if (nr_pages > 1)
7822                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7823         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7824         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7825         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7826
7827         return 0;
7828 }
7829
7830 /**
7831  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7832  * @entry: swap entry to uncharge
7833  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7834  */
7835 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7836 {
7837         struct mem_cgroup *memcg;
7838         unsigned short id;
7839
7840         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7841         rcu_read_lock();
7842         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7843         if (memcg) {
7844                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7845                         if (do_memsw_account())
7846                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7847                         else
7848                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7849                 }
7850                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7851                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7852         }
7853         rcu_read_unlock();
7854 }
7855
7856 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7857 {
7858         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7859
7860         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7861                 return nr_swap_pages;
7862         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7863                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7864                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7865                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7866         return nr_swap_pages;
7867 }
7868
7869 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7870 {
7871         struct mem_cgroup *memcg;
7872
7873         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7874
7875         if (vm_swap_full())
7876                 return true;
7877         if (do_memsw_account())
7878                 return false;
7879
7880         memcg = folio_memcg(folio);
7881         if (!memcg)
7882                 return false;
7883
7884         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7885                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7886
7887                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7888                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7889                         return true;
7890         }
7891
7892         return false;
7893 }
7894
7895 static int __init setup_swap_account(char *s)
7896 {
7897         pr_warn_once("The swapaccount= commandline option is deprecated. "
7898                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
7899                      "depend on this functionality.\n");
7900         return 1;
7901 }
7902 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7903
7904 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7905                              struct cftype *cft)
7906 {
7907         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7908
7909         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7910 }
7911
7912 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7913                           struct cftype *cft)
7914 {
7915         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7916
7917         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
7918 }
7919
7920 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7921 {
7922         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7923                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7924 }
7925
7926 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7927                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7928 {
7929         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7930         unsigned long high;
7931         int err;
7932
7933         buf = strstrip(buf);
7934         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7935         if (err)
7936                 return err;
7937
7938         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7939
7940         return nbytes;
7941 }
7942
7943 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7944 {
7945         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7946                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7947 }
7948
7949 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7950                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7951 {
7952         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7953         unsigned long max;
7954         int err;
7955
7956         buf = strstrip(buf);
7957         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7958         if (err)
7959                 return err;
7960
7961         xchg(&memcg->swap.max, max);
7962
7963         return nbytes;
7964 }
7965
7966 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7967 {
7968         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7969
7970         seq_printf(m, "high %lu\n",
7971                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7972         seq_printf(m, "max %lu\n",
7973                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7974         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7975                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7976
7977         return 0;
7978 }
7979
7980 static struct cftype swap_files[] = {
7981         {
7982                 .name = "swap.current",
7983                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7984                 .read_u64 = swap_current_read,
7985         },
7986         {
7987                 .name = "swap.high",
7988                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7989                 .seq_show = swap_high_show,
7990                 .write = swap_high_write,
7991         },
7992         {
7993                 .name = "swap.max",
7994                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7995                 .seq_show = swap_max_show,
7996                 .write = swap_max_write,
7997         },
7998         {
7999                 .name = "swap.peak",
8000                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8001                 .read_u64 = swap_peak_read,
8002         },
8003         {
8004                 .name = "swap.events",
8005                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8006                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8007                 .seq_show = swap_events_show,
8008         },
8009         { }     /* terminate */
8010 };
8011
8012 static struct cftype memsw_files[] = {
8013         {
8014                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8017         },
8018         {
8019                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8021                 .write = mem_cgroup_reset,
8022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8023         },
8024         {
8025                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8027                 .write = mem_cgroup_write,
8028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8029         },
8030         {
8031                 .name = "memsw.failcnt",
8032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8033                 .write = mem_cgroup_reset,
8034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8035         },
8036         { },    /* terminate */
8037 };
8038
8039 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8040 /**
8041  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8042  * @objcg: the object cgroup
8043  *
8044  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8045  *
8046  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8047  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8048  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8049  * spending cycles on compression when there is already no room left
8050  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8051  */
8052 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8053 {
8054         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8055         bool ret = true;
8056
8057         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8058                 return true;
8059
8060         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8061         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8062              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8063                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8064                 unsigned long pages;
8065
8066                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8067                         continue;
8068                 if (max == 0) {
8069                         ret = false;
8070                         break;
8071                 }
8072
8073                 cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
8074                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8075                 if (pages < max)
8076                         continue;
8077                 ret = false;
8078                 break;
8079         }
8080         mem_cgroup_put(original_memcg);
8081         return ret;
8082 }
8083
8084 /**
8085  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8086  * @objcg: the object cgroup
8087  * @size: size of compressed object
8088  *
8089  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8090  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8091  */
8092 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8093 {
8094         struct mem_cgroup *memcg;
8095
8096         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8097                 return;
8098
8099         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8100
8101         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8102         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8103                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8104
8105         rcu_read_lock();
8106         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8107         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8108         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8109         rcu_read_unlock();
8110 }
8111
8112 /**
8113  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8114  * @objcg: the object cgroup
8115  * @size: size of compressed object
8116  *
8117  * Uncharges zswap memory on page in.
8118  */
8119 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8120 {
8121         struct mem_cgroup *memcg;
8122
8123         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8124                 return;
8125
8126         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8127
8128         rcu_read_lock();
8129         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8130         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8131         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8132         rcu_read_unlock();
8133 }
8134
8135 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8136                               struct cftype *cft)
8137 {
8138         cgroup_rstat_flush(css->cgroup);
8139         return memcg_page_state(mem_cgroup_from_css(css), MEMCG_ZSWAP_B);
8140 }
8141
8142 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8143 {
8144         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8145                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8146 }
8147
8148 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8149                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8150 {
8151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8152         unsigned long max;
8153         int err;
8154
8155         buf = strstrip(buf);
8156         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8157         if (err)
8158                 return err;
8159
8160         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8161
8162         return nbytes;
8163 }
8164
8165 static struct cftype zswap_files[] = {
8166         {
8167                 .name = "zswap.current",
8168                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8169                 .read_u64 = zswap_current_read,
8170         },
8171         {
8172                 .name = "zswap.max",
8173                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8174                 .seq_show = zswap_max_show,
8175                 .write = zswap_max_write,
8176         },
8177         { }     /* terminate */
8178 };
8179 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8180
8181 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8182 {
8183         if (mem_cgroup_disabled())
8184                 return 0;
8185
8186         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8187         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8188 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8189         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8190 #endif
8191         return 0;
8192 }
8193 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8194
8195 #endif /* CONFIG_SWAP */