mm: memcontrol: convert NR_ANON_THPS account to pages
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page_memcg(page);
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page_memcg_check(page);
567
568         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
569                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
570         if (memcg)
571                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
572         rcu_read_unlock();
573         return ino;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_node *
577 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580
581         return memcg->nodeinfo[nid];
582 }
583
584 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
585 soft_limit_tree_node(int nid)
586 {
587         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
596 }
597
598 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
599                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
600                                          unsigned long new_usage_in_excess)
601 {
602         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
603         struct rb_node *parent = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
605         bool rightmost = true;
606
607         if (mz->on_tree)
608                 return;
609
610         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
611         if (!mz->usage_in_excess)
612                 return;
613         while (*p) {
614                 parent = *p;
615                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
616                                         tree_node);
617                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
618                         p = &(*p)->rb_left;
619                         rightmost = false;
620                 } else {
621                         p = &(*p)->rb_right;
622                 }
623         }
624
625         if (rightmost)
626                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
627
628         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
629         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
630         mz->on_tree = true;
631 }
632
633 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
634                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
635 {
636         if (!mz->on_tree)
637                 return;
638
639         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
640                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
641
642         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
643         mz->on_tree = false;
644 }
645
646 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
647                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
652         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
653         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
654 }
655
656 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
659         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
660         unsigned long excess = 0;
661
662         if (nr_pages > soft_limit)
663                 excess = nr_pages - soft_limit;
664
665         return excess;
666 }
667
668 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
669 {
670         unsigned long excess;
671         struct mem_cgroup_per_node *mz;
672         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
673
674         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
675         if (!mctz)
676                 return;
677         /*
678          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
679          * because their event counter is not touched.
680          */
681         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
682                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
683                 excess = soft_limit_excess(memcg);
684                 /*
685                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
686                  * mem is over its softlimit.
687                  */
688                 if (excess || mz->on_tree) {
689                         unsigned long flags;
690
691                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
692                         /* if on-tree, remove it */
693                         if (mz->on_tree)
694                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
695                         /*
696                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
697                          * If excess is 0, no tree ops.
698                          */
699                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
700                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
701                 }
702         }
703 }
704
705 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
708         struct mem_cgroup_per_node *mz;
709         int nid;
710
711         for_each_node(nid) {
712                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
713                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
714                 if (mctz)
715                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716         }
717 }
718
719 static struct mem_cgroup_per_node *
720 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
721 {
722         struct mem_cgroup_per_node *mz;
723
724 retry:
725         mz = NULL;
726         if (!mctz->rb_rightmost)
727                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
728
729         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
730                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
731         /*
732          * Remove the node now but someone else can add it back,
733          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
734          * position in the tree.
735          */
736         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
738             !css_tryget(&mz->memcg->css))
739                 goto retry;
740 done:
741         return mz;
742 }
743
744 static struct mem_cgroup_per_node *
745 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
746 {
747         struct mem_cgroup_per_node *mz;
748
749         spin_lock_irq(&mctz->lock);
750         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
751         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
752         return mz;
753 }
754
755 /**
756  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
757  * @memcg: the memory cgroup
758  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
759  * @val: delta to add to the counter, can be negative
760  */
761 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
762 {
763         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
764
765         if (mem_cgroup_disabled())
766                 return;
767
768         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
769                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
770
771         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
772         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
773                 struct mem_cgroup *mi;
774
775                 /*
776                  * Batch local counters to keep them in sync with
777                  * the hierarchical ones.
778                  */
779                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
780                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
781                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
782                 x = 0;
783         }
784         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_node *
788 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
789 {
790         struct mem_cgroup *parent;
791
792         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
793         if (!parent)
794                 return NULL;
795         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
796 }
797
798 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
799                               int val)
800 {
801         struct mem_cgroup_per_node *pn;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
804
805         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
806         memcg = pn->memcg;
807
808         /* Update memcg */
809         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
810
811         /* Update lruvec */
812         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
813
814         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
815                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
816
817         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
818         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
819                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
820                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
821
822                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
823                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
824                 x = 0;
825         }
826         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
827 }
828
829 /**
830  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
831  * @lruvec: the lruvec
832  * @idx: the stat item
833  * @val: delta to add to the counter, can be negative
834  *
835  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
836  * function updates the all three counters that are affected by a
837  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
838  */
839 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                         int val)
841 {
842         /* Update node */
843         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
844
845         /* Update memcg and lruvec */
846         if (!mem_cgroup_disabled())
847                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
848 }
849
850 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
851                              int val)
852 {
853         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
854         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
855         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
856         struct lruvec *lruvec;
857
858         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
859         if (!memcg) {
860                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
861                 return;
862         }
863
864         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
865         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
868
869 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
870 {
871         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
872         struct mem_cgroup *memcg;
873         struct lruvec *lruvec;
874
875         rcu_read_lock();
876         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
877
878         /*
879          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
880          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
881          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
882          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
883          */
884         if (!memcg) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 /**
894  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
895  * @memcg: the memory cgroup
896  * @idx: the event item
897  * @count: the number of events that occured
898  */
899 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
900                           unsigned long count)
901 {
902         unsigned long x;
903
904         if (mem_cgroup_disabled())
905                 return;
906
907         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
908         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
909                 struct mem_cgroup *mi;
910
911                 /*
912                  * Batch local counters to keep them in sync with
913                  * the hierarchical ones.
914                  */
915                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
916                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
917                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
918                 x = 0;
919         }
920         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 /**
1047  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1048  * @page: page from which memcg should be extracted.
1049  *
1050  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1051  * root_mem_cgroup is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         rcu_read_lock();
1061         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1062         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1063                 memcg = root_mem_cgroup;
1064         rcu_read_unlock();
1065         return memcg;
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1068
1069 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1070 {
1071         if (in_interrupt())
1072                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1073         else
1074                 return current->active_memcg;
1075 }
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = active_memcg();
1083         if (memcg) {
1084                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1085                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else
1088                         memcg = current->active_memcg;
1089         }
1090         rcu_read_unlock();
1091
1092         return memcg;
1093 }
1094
1095 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1096 {
1097         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1098         if (unlikely(active_memcg()))
1099                 return false;
1100
1101         /* Memcg to charge can't be determined. */
1102         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1103                 return true;
1104
1105         return false;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1110  */
1111 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         if (memcg_kmem_bypass())
1114                 return NULL;
1115
1116         if (unlikely(active_memcg()))
1117                 return get_active_memcg();
1118
1119         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1124  * @root: hierarchy root
1125  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1126  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1127  *
1128  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1129  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1130  *
1131  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1132  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1133  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1134  *
1135  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1136  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1137  * same node.
1138  */
1139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1140                                    struct mem_cgroup *prev,
1141                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1142 {
1143         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1144         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1146         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1147
1148         if (mem_cgroup_disabled())
1149                 return NULL;
1150
1151         if (!root)
1152                 root = root_mem_cgroup;
1153
1154         if (prev && !reclaim)
1155                 pos = prev;
1156
1157         rcu_read_lock();
1158
1159         if (reclaim) {
1160                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1161
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1163                 iter = &mz->iter;
1164
1165                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1166                         goto out_unlock;
1167
1168                 while (1) {
1169                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1170                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1171                                 break;
1172                         /*
1173                          * css reference reached zero, so iter->position will
1174                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1175                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1176                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1177                          * might block it. So we clear iter->position right
1178                          * away.
1179                          */
1180                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1181                 }
1182         }
1183
1184         if (pos)
1185                 css = &pos->css;
1186
1187         for (;;) {
1188                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1189                 if (!css) {
1190                         /*
1191                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1192                          * new one might jump in right at the end of
1193                          * the hierarchy - make sure they see at least
1194                          * one group and restart from the beginning.
1195                          */
1196                         if (!prev)
1197                                 continue;
1198                         break;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1203                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1204                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1205                  */
1206                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1207
1208                 if (css == &root->css)
1209                         break;
1210
1211                 if (css_tryget(css))
1212                         break;
1213
1214                 memcg = NULL;
1215         }
1216
1217         if (reclaim) {
1218                 /*
1219                  * The position could have already been updated by a competing
1220                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1221                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1222                  */
1223                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1224
1225                 if (pos)
1226                         css_put(&pos->css);
1227
1228                 if (!memcg)
1229                         iter->generation++;
1230                 else if (!prev)
1231                         reclaim->generation = iter->generation;
1232         }
1233
1234 out_unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236         if (prev && prev != root)
1237                 css_put(&prev->css);
1238
1239         return memcg;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1244  * @root: hierarchy root
1245  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1246  */
1247 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1248                            struct mem_cgroup *prev)
1249 {
1250         if (!root)
1251                 root = root_mem_cgroup;
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254 }
1255
1256 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1257                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1258 {
1259         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         int nid;
1262
1263         for_each_node(nid) {
1264                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1265                 iter = &mz->iter;
1266                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1273         struct mem_cgroup *last;
1274
1275         do {
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1277                 last = memcg;
1278         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1279
1280         /*
1281          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1282          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1283          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1284          * dead_memcg from cgroup root separately.
1285          */
1286         if (last != root_mem_cgroup)
1287                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1288                                                 dead_memcg);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1293  * @memcg: hierarchy root
1294  * @fn: function to call for each task
1295  * @arg: argument passed to @fn
1296  *
1297  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1298  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1299  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1300  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1301  *
1302  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1303  */
1304 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1305                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1306 {
1307         struct mem_cgroup *iter;
1308         int ret = 0;
1309
1310         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1311
1312         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1313                 struct css_task_iter it;
1314                 struct task_struct *task;
1315
1316                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1317                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1318                         ret = fn(task, arg);
1319                 css_task_iter_end(&it);
1320                 if (ret) {
1321                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1329 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1330 {
1331         struct mem_cgroup *memcg;
1332
1333         if (mem_cgroup_disabled())
1334                 return;
1335
1336         memcg = page_memcg(page);
1337
1338         if (!memcg)
1339                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1340         else
1341                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1342 }
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1347  * @page: the page
1348  *
1349  * This series functions should be used in either conditions:
1350  * PageLRU is cleared or unset
1351  * or page->_refcount is zero
1352  * or page is locked.
1353  */
1354 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1355 {
1356         struct lruvec *lruvec;
1357         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1358
1359         rcu_read_lock();
1360         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1361         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1362         rcu_read_unlock();
1363
1364         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1365
1366         return lruvec;
1367 }
1368
1369 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1370 {
1371         struct lruvec *lruvec;
1372         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1373
1374         rcu_read_lock();
1375         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1376         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1377         rcu_read_unlock();
1378
1379         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1380
1381         return lruvec;
1382 }
1383
1384 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1385 {
1386         struct lruvec *lruvec;
1387         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1388
1389         rcu_read_lock();
1390         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1391         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1392         rcu_read_unlock();
1393
1394         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1395
1396         return lruvec;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1401  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1402  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1403  * @zid: zone id of the accounted pages
1404  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1405  *
1406  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1407  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1408  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1409  */
1410 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1411                                 int zid, int nr_pages)
1412 {
1413         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1414         unsigned long *lru_size;
1415         long size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1421         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1422
1423         if (nr_pages < 0)
1424                 *lru_size += nr_pages;
1425
1426         size = *lru_size;
1427         if (WARN_ONCE(size < 0,
1428                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1429                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1430                 VM_BUG_ON(1);
1431                 *lru_size = 0;
1432         }
1433
1434         if (nr_pages > 0)
1435                 *lru_size += nr_pages;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1440  * @memcg: the memory cgroup
1441  *
1442  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1443  * pages.
1444  */
1445 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         unsigned long margin = 0;
1448         unsigned long count;
1449         unsigned long limit;
1450
1451         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1452         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1453         if (count < limit)
1454                 margin = limit - count;
1455
1456         if (do_memsw_account()) {
1457                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1458                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1459                 if (count < limit)
1460                         margin = min(margin, limit - count);
1461                 else
1462                         margin = 0;
1463         }
1464
1465         return margin;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1470  *
1471  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1472  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1473  * caused by "move".
1474  */
1475 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *from;
1478         struct mem_cgroup *to;
1479         bool ret = false;
1480         /*
1481          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1482          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1483          */
1484         spin_lock(&mc.lock);
1485         from = mc.from;
1486         to = mc.to;
1487         if (!from)
1488                 goto unlock;
1489
1490         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1491                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1492 unlock:
1493         spin_unlock(&mc.lock);
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1500                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1501                         DEFINE_WAIT(wait);
1502                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1503                         /* moving charge context might have finished. */
1504                         if (mc.moving_task)
1505                                 schedule();
1506                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1507                         return true;
1508                 }
1509         }
1510         return false;
1511 }
1512
1513 struct memory_stat {
1514         const char *name;
1515         unsigned int ratio;
1516         unsigned int idx;
1517 };
1518
1519 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1520         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1521         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1522         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1523         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1524         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1525         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1526         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1527         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1528         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1529         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         /*
1532          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1533          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1534          * constant(e.g. powerpc).
1535          */
1536         { "anon_thp", PAGE_SIZE, NR_ANON_THPS },
1537         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1538         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1539 #endif
1540         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1541         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1542         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1543         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1544         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1545
1546         /*
1547          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1548          * together and slab_reclaimable must be in front.
1549          */
1550         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1551         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1552
1553         /* The memory events */
1554         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1555         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1556         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1557         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1558         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1559         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1560         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1561 };
1562
1563 static int __init memory_stats_init(void)
1564 {
1565         int i;
1566
1567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1568 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1569                 if (memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1570                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1571                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1572 #endif
1573                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1574                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1575         }
1576
1577         return 0;
1578 }
1579 pure_initcall(memory_stats_init);
1580
1581 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         struct seq_buf s;
1584         int i;
1585
1586         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1587         if (!s.buffer)
1588                 return NULL;
1589
1590         /*
1591          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1592          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1593          *
1594          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1595          * 1) generic big picture -> specifics and details
1596          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1597          *
1598          * Current memory state:
1599          */
1600
1601         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1602                 u64 size;
1603
1604                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1605                 size *= memory_stats[i].ratio;
1606                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1607
1608                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1609                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1610                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1611                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1612                 }
1613         }
1614
1615         /* Accumulated memory events */
1616
1617         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1618                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1619         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1620                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1621         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1622                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1623         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1624                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1625                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1626         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1627                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1628                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1629         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1630                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1631         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1632                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1633         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1634                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1635         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1636                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1637
1638 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1639         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1640                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1641         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1642                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1643 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1644
1645         /* The above should easily fit into one page */
1646         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1647
1648         return s.buffer;
1649 }
1650
1651 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1652 /**
1653  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1654  * memory controller.
1655  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1656  * @p: Task that is going to be killed
1657  *
1658  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1659  * enabled
1660  */
1661 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1662 {
1663         rcu_read_lock();
1664
1665         if (memcg) {
1666                 pr_cont(",oom_memcg=");
1667                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1668         } else
1669                 pr_cont(",global_oom");
1670         if (p) {
1671                 pr_cont(",task_memcg=");
1672                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1673         }
1674         rcu_read_unlock();
1675 }
1676
1677 /**
1678  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1679  * memory controller.
1680  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1681  */
1682 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1683 {
1684         char *buf;
1685
1686         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1687                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1688                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1689         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1690                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1691                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1692                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1693         else {
1694                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1695                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1696                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1697                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1698                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1699                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1700         }
1701
1702         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1703         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1704         pr_cont(":");
1705         buf = memory_stat_format(memcg);
1706         if (!buf)
1707                 return;
1708         pr_info("%s", buf);
1709         kfree(buf);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1714  */
1715 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1716 {
1717         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1718
1719         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1720                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1721                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1722                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1723         } else { /* v1 */
1724                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1725                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1726                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1727
1728                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1729                 }
1730         }
1731         return max;
1732 }
1733
1734 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1735 {
1736         return page_counter_read(&memcg->memory);
1737 }
1738
1739 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1740                                      int order)
1741 {
1742         struct oom_control oc = {
1743                 .zonelist = NULL,
1744                 .nodemask = NULL,
1745                 .memcg = memcg,
1746                 .gfp_mask = gfp_mask,
1747                 .order = order,
1748         };
1749         bool ret = true;
1750
1751         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1752                 return true;
1753
1754         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1755                 goto unlock;
1756
1757         /*
1758          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1759          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1760          */
1761         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1762
1763 unlock:
1764         mutex_unlock(&oom_lock);
1765         return ret;
1766 }
1767
1768 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1769                                    pg_data_t *pgdat,
1770                                    gfp_t gfp_mask,
1771                                    unsigned long *total_scanned)
1772 {
1773         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1774         int total = 0;
1775         int loop = 0;
1776         unsigned long excess;
1777         unsigned long nr_scanned;
1778         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1779                 .pgdat = pgdat,
1780         };
1781
1782         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1783
1784         while (1) {
1785                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1786                 if (!victim) {
1787                         loop++;
1788                         if (loop >= 2) {
1789                                 /*
1790                                  * If we have not been able to reclaim
1791                                  * anything, it might because there are
1792                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1793                                  */
1794                                 if (!total)
1795                                         break;
1796                                 /*
1797                                  * We want to do more targeted reclaim.
1798                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1799                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1800                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1801                                  */
1802                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1803                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1804                                         break;
1805                         }
1806                         continue;
1807                 }
1808                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1809                                         pgdat, &nr_scanned);
1810                 *total_scanned += nr_scanned;
1811                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1812                         break;
1813         }
1814         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1815         return total;
1816 }
1817
1818 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1819 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1820         .name = "memcg_oom_lock",
1821 };
1822 #endif
1823
1824 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1825
1826 /*
1827  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1828  * If someone is running, return false.
1829  */
1830 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1831 {
1832         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1833
1834         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1835
1836         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1837                 if (iter->oom_lock) {
1838                         /*
1839                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1840                          * so we cannot give a lock.
1841                          */
1842                         failed = iter;
1843                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1844                         break;
1845                 } else
1846                         iter->oom_lock = true;
1847         }
1848
1849         if (failed) {
1850                 /*
1851                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1852                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1853                  */
1854                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1855                         if (iter == failed) {
1856                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1857                                 break;
1858                         }
1859                         iter->oom_lock = false;
1860                 }
1861         } else
1862                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1863
1864         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1865
1866         return !failed;
1867 }
1868
1869 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1870 {
1871         struct mem_cgroup *iter;
1872
1873         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1874         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1875         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1876                 iter->oom_lock = false;
1877         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1878 }
1879
1880 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1881 {
1882         struct mem_cgroup *iter;
1883
1884         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1885         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1886                 iter->under_oom++;
1887         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1888 }
1889
1890 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1891 {
1892         struct mem_cgroup *iter;
1893
1894         /*
1895          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1896          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1897          */
1898         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1899         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1900                 if (iter->under_oom > 0)
1901                         iter->under_oom--;
1902         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1903 }
1904
1905 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1906
1907 struct oom_wait_info {
1908         struct mem_cgroup *memcg;
1909         wait_queue_entry_t      wait;
1910 };
1911
1912 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1913         unsigned mode, int sync, void *arg)
1914 {
1915         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1916         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1917         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1918
1919         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1920         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1921
1922         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1923             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1924                 return 0;
1925         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1926 }
1927
1928 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1929 {
1930         /*
1931          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1932          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1933          * this function is called as a result of userland actions
1934          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1935          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1936          * triggering notification.
1937          */
1938         if (memcg && memcg->under_oom)
1939                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1940 }
1941
1942 enum oom_status {
1943         OOM_SUCCESS,
1944         OOM_FAILED,
1945         OOM_ASYNC,
1946         OOM_SKIPPED
1947 };
1948
1949 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1950 {
1951         enum oom_status ret;
1952         bool locked;
1953
1954         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1955                 return OOM_SKIPPED;
1956
1957         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1958
1959         /*
1960          * We are in the middle of the charge context here, so we
1961          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1962          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1963          *
1964          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1965          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1966          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1967          * released.
1968          *
1969          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1970          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1971          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1972          * invoke the oom killer here.
1973          *
1974          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1975          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1976          */
1977         if (memcg->oom_kill_disable) {
1978                 if (!current->in_user_fault)
1979                         return OOM_SKIPPED;
1980                 css_get(&memcg->css);
1981                 current->memcg_in_oom = memcg;
1982                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1983                 current->memcg_oom_order = order;
1984
1985                 return OOM_ASYNC;
1986         }
1987
1988         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1989
1990         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1991
1992         if (locked)
1993                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1994
1995         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1996         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1997                 ret = OOM_SUCCESS;
1998         else
1999                 ret = OOM_FAILED;
2000
2001         if (locked)
2002                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2003
2004         return ret;
2005 }
2006
2007 /**
2008  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2009  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2010  *
2011  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2012  * handler was enabled.
2013  *
2014  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2015  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2016  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2017  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2018  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2019  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2020  *
2021  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2022  * completed, %false otherwise.
2023  */
2024 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2025 {
2026         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2027         struct oom_wait_info owait;
2028         bool locked;
2029
2030         /* OOM is global, do not handle */
2031         if (!memcg)
2032                 return false;
2033
2034         if (!handle)
2035                 goto cleanup;
2036
2037         owait.memcg = memcg;
2038         owait.wait.flags = 0;
2039         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2040         owait.wait.private = current;
2041         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2042
2043         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2044         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2045
2046         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2047
2048         if (locked)
2049                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2050
2051         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2052                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2053                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2054                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2055                                          current->memcg_oom_order);
2056         } else {
2057                 schedule();
2058                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2059                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2060         }
2061
2062         if (locked) {
2063                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2064                 /*
2065                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2066                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2067                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2068                  */
2069                 memcg_oom_recover(memcg);
2070         }
2071 cleanup:
2072         current->memcg_in_oom = NULL;
2073         css_put(&memcg->css);
2074         return true;
2075 }
2076
2077 /**
2078  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2079  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2080  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2081  *
2082  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2083  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2084  *
2085  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2086  */
2087 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2088                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2089 {
2090         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2091         struct mem_cgroup *memcg;
2092
2093         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2094                 return NULL;
2095
2096         if (!oom_domain)
2097                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2098
2099         rcu_read_lock();
2100
2101         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2102         if (memcg == root_mem_cgroup)
2103                 goto out;
2104
2105         /*
2106          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2107          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2108          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2109          */
2110         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2111                 goto out;
2112
2113         /*
2114          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2115          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2116          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2117          */
2118         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2119                 if (memcg->oom_group)
2120                         oom_group = memcg;
2121
2122                 if (memcg == oom_domain)
2123                         break;
2124         }
2125
2126         if (oom_group)
2127                 css_get(&oom_group->css);
2128 out:
2129         rcu_read_unlock();
2130
2131         return oom_group;
2132 }
2133
2134 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2135 {
2136         pr_info("Tasks in ");
2137         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2138         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2139 }
2140
2141 /**
2142  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2143  * @page: the page
2144  *
2145  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2146  * another cgroup.
2147  *
2148  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2149  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2150  * when @page might get freed inside the locked section.
2151  */
2152 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2153 {
2154         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2155         struct mem_cgroup *memcg;
2156         unsigned long flags;
2157
2158         /*
2159          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2160          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2161          * because page moving starts with an RCU grace period.
2162          *
2163          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2164          * the page state that is going to change is the only thing
2165          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2166          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2167          * keep off truncation, migration and so forth.
2168          */
2169         rcu_read_lock();
2170
2171         if (mem_cgroup_disabled())
2172                 return NULL;
2173 again:
2174         memcg = page_memcg(head);
2175         if (unlikely(!memcg))
2176                 return NULL;
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 memcg;
2186
2187         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2188         if (memcg != page_memcg(head)) {
2189                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2190                 goto again;
2191         }
2192
2193         /*
2194          * When charge migration first begins, we can have locked and
2195          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2196          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2197          */
2198         memcg->move_lock_task = current;
2199         memcg->move_lock_flags = flags;
2200
2201         return memcg;
2202 }
2203 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2204
2205 /**
2206  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2207  * @memcg: the memcg
2208  *
2209  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2210  */
2211 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2212 {
2213         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2214                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2215
2216                 memcg->move_lock_task = NULL;
2217                 memcg->move_lock_flags = 0;
2218
2219                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2220         }
2221
2222         rcu_read_unlock();
2223 }
2224
2225 /**
2226  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2227  * @page: the page
2228  */
2229 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2230 {
2231         struct page *head = compound_head(page);
2232
2233         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2234 }
2235 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2236
2237 struct memcg_stock_pcp {
2238         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2239         unsigned int nr_pages;
2240
2241 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2242         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2243         unsigned int nr_bytes;
2244 #endif
2245
2246         struct work_struct work;
2247         unsigned long flags;
2248 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2249 };
2250 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2251 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2252
2253 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2254 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2255 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2256                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2257
2258 #else
2259 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2260 {
2261 }
2262 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2263                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2264 {
2265         return false;
2266 }
2267 #endif
2268
2269 /**
2270  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2271  * @memcg: memcg to consume from.
2272  * @nr_pages: how many pages to charge.
2273  *
2274  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2275  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2276  * service an allocation will refill the stock.
2277  *
2278  * returns true if successful, false otherwise.
2279  */
2280 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2281 {
2282         struct memcg_stock_pcp *stock;
2283         unsigned long flags;
2284         bool ret = false;
2285
2286         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2287                 return ret;
2288
2289         local_irq_save(flags);
2290
2291         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2292         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2293                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2294                 ret = true;
2295         }
2296
2297         local_irq_restore(flags);
2298
2299         return ret;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2304  */
2305 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2306 {
2307         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2308
2309         if (!old)
2310                 return;
2311
2312         if (stock->nr_pages) {
2313                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2314                 if (do_memsw_account())
2315                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2316                 stock->nr_pages = 0;
2317         }
2318
2319         css_put(&old->css);
2320         stock->cached = NULL;
2321 }
2322
2323 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2324 {
2325         struct memcg_stock_pcp *stock;
2326         unsigned long flags;
2327
2328         /*
2329          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2330          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2331          */
2332         local_irq_save(flags);
2333
2334         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2335         drain_obj_stock(stock);
2336         drain_stock(stock);
2337         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2338
2339         local_irq_restore(flags);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2344  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2345  */
2346 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2347 {
2348         struct memcg_stock_pcp *stock;
2349         unsigned long flags;
2350
2351         local_irq_save(flags);
2352
2353         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2354         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2355                 drain_stock(stock);
2356                 css_get(&memcg->css);
2357                 stock->cached = memcg;
2358         }
2359         stock->nr_pages += nr_pages;
2360
2361         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2362                 drain_stock(stock);
2363
2364         local_irq_restore(flags);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2369  * of the hierarchy under it.
2370  */
2371 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2372 {
2373         int cpu, curcpu;
2374
2375         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2376         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2377                 return;
2378         /*
2379          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2380          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2381          * as well as workers from this path always operate on the local
2382          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2383          */
2384         curcpu = get_cpu();
2385         for_each_online_cpu(cpu) {
2386                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2387                 struct mem_cgroup *memcg;
2388                 bool flush = false;
2389
2390                 rcu_read_lock();
2391                 memcg = stock->cached;
2392                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2393                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2394                         flush = true;
2395                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2396                         flush = true;
2397                 rcu_read_unlock();
2398
2399                 if (flush &&
2400                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2401                         if (cpu == curcpu)
2402                                 drain_local_stock(&stock->work);
2403                         else
2404                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2405                 }
2406         }
2407         put_cpu();
2408         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2409 }
2410
2411 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2412 {
2413         struct memcg_stock_pcp *stock;
2414         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2415
2416         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2417         drain_stock(stock);
2418
2419         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2420                 int i;
2421
2422                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2423                         int nid;
2424                         long x;
2425
2426                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2427                         if (x)
2428                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2429                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2430
2431                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2432                                 continue;
2433
2434                         for_each_node(nid) {
2435                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2436
2437                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2438                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2439                                 if (x)
2440                                         do {
2441                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2442                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2443                         }
2444                 }
2445
2446                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2447                         long x;
2448
2449                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2450                         if (x)
2451                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2452                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2453                 }
2454         }
2455
2456         return 0;
2457 }
2458
2459 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2460                                   unsigned int nr_pages,
2461                                   gfp_t gfp_mask)
2462 {
2463         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2464
2465         do {
2466                 unsigned long pflags;
2467
2468                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2469                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2470                         continue;
2471
2472                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2473
2474                 psi_memstall_enter(&pflags);
2475                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2476                                                              gfp_mask, true);
2477                 psi_memstall_leave(&pflags);
2478         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2479                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2480
2481         return nr_reclaimed;
2482 }
2483
2484 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2485 {
2486         struct mem_cgroup *memcg;
2487
2488         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2489         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2490 }
2491
2492 /*
2493  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2494  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2495  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2496  */
2497 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2498
2499 /*
2500  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2501  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2502  * below.
2503  *
2504  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2505  *   overage ratio to a delay.
2506  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2507  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2508  *   to produce a reasonable delay curve.
2509  *
2510  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2511  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2512  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2513  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2514  * example, with a high of 100 megabytes:
2515  *
2516  *  +-------+------------------------+
2517  *  | usage | time to allocate in ms |
2518  *  +-------+------------------------+
2519  *  | 100M  |                      0 |
2520  *  | 101M  |                      6 |
2521  *  | 102M  |                     25 |
2522  *  | 103M  |                     57 |
2523  *  | 104M  |                    102 |
2524  *  | 105M  |                    159 |
2525  *  | 106M  |                    230 |
2526  *  | 107M  |                    313 |
2527  *  | 108M  |                    409 |
2528  *  | 109M  |                    518 |
2529  *  | 110M  |                    639 |
2530  *  | 111M  |                    774 |
2531  *  | 112M  |                    921 |
2532  *  | 113M  |                   1081 |
2533  *  | 114M  |                   1254 |
2534  *  | 115M  |                   1439 |
2535  *  | 116M  |                   1638 |
2536  *  | 117M  |                   1849 |
2537  *  | 118M  |                   2000 |
2538  *  | 119M  |                   2000 |
2539  *  | 120M  |                   2000 |
2540  *  +-------+------------------------+
2541  */
2542  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2543  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2544
2545 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2546 {
2547         u64 overage;
2548
2549         if (usage <= high)
2550                 return 0;
2551
2552         /*
2553          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2554          * it was a threshold of 1 page
2555          */
2556         high = max(high, 1UL);
2557
2558         overage = usage - high;
2559         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2560         return div64_u64(overage, high);
2561 }
2562
2563 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2564 {
2565         u64 overage, max_overage = 0;
2566
2567         do {
2568                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2569                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2570                 max_overage = max(overage, max_overage);
2571         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2572                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2573
2574         return max_overage;
2575 }
2576
2577 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2578 {
2579         u64 overage, max_overage = 0;
2580
2581         do {
2582                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2583                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2584                 if (overage)
2585                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2586                 max_overage = max(overage, max_overage);
2587         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2588                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2589
2590         return max_overage;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2595  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2596  */
2597 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2598                                           unsigned int nr_pages,
2599                                           u64 max_overage)
2600 {
2601         unsigned long penalty_jiffies;
2602
2603         if (!max_overage)
2604                 return 0;
2605
2606         /*
2607          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2608          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2609          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2610          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2611          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2612          * overage amount.
2613          */
2614         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2615         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2616         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2617
2618         /*
2619          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2620          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2621          * 4N-sized allocation.
2622          *
2623          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2624          * larger the current charge patch is than that.
2625          */
2626         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2631  * and reclaims memory over the high limit.
2632  */
2633 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2634 {
2635         unsigned long penalty_jiffies;
2636         unsigned long pflags;
2637         unsigned long nr_reclaimed;
2638         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2639         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2640         struct mem_cgroup *memcg;
2641         bool in_retry = false;
2642
2643         if (likely(!nr_pages))
2644                 return;
2645
2646         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2647         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2648
2649 retry_reclaim:
2650         /*
2651          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2652          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2653          * or breaching resource isolation.
2654          *
2655          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2656          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2657          * allocator run every time an allocation is made.
2658          */
2659         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2660                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2661                                     GFP_KERNEL);
2662
2663         /*
2664          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2665          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2666          */
2667         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2668                                                mem_find_max_overage(memcg));
2669
2670         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2671                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2672
2673         /*
2674          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2675          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2676          * extremely slowly.
2677          */
2678         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2679
2680         /*
2681          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2682          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2683          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2684          * been aggressively reclaimed enough yet.
2685          */
2686         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2687                 goto out;
2688
2689         /*
2690          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2691          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2692          * throttling.
2693          */
2694         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2695                 in_retry = true;
2696                 goto retry_reclaim;
2697         }
2698
2699         /*
2700          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2701          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2702          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2703          */
2704         psi_memstall_enter(&pflags);
2705         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2706         psi_memstall_leave(&pflags);
2707
2708 out:
2709         css_put(&memcg->css);
2710 }
2711
2712 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2713                       unsigned int nr_pages)
2714 {
2715         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2716         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2717         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2718         struct page_counter *counter;
2719         enum oom_status oom_status;
2720         unsigned long nr_reclaimed;
2721         bool may_swap = true;
2722         bool drained = false;
2723         unsigned long pflags;
2724
2725         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2726                 return 0;
2727 retry:
2728         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2729                 return 0;
2730
2731         if (!do_memsw_account() ||
2732             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2733                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2734                         goto done_restock;
2735                 if (do_memsw_account())
2736                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2737                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2738         } else {
2739                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2740                 may_swap = false;
2741         }
2742
2743         if (batch > nr_pages) {
2744                 batch = nr_pages;
2745                 goto retry;
2746         }
2747
2748         /*
2749          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2750          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2751          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2752          * and let these go through as privileged allocations.
2753          */
2754         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2755                 goto force;
2756
2757         /*
2758          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2759          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2760          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2761          * free their memory.
2762          */
2763         if (unlikely(should_force_charge()))
2764                 goto force;
2765
2766         /*
2767          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2768          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2769          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2770          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2771          */
2772         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2773                 goto force;
2774
2775         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2776                 goto nomem;
2777
2778         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2779                 goto nomem;
2780
2781         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2782
2783         psi_memstall_enter(&pflags);
2784         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2785                                                     gfp_mask, may_swap);
2786         psi_memstall_leave(&pflags);
2787
2788         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2789                 goto retry;
2790
2791         if (!drained) {
2792                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2793                 drained = true;
2794                 goto retry;
2795         }
2796
2797         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2798                 goto nomem;
2799         /*
2800          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2801          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2802          * before killing the task.
2803          *
2804          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2805          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2806          * to regular pages anyway in case of failure.
2807          */
2808         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2809                 goto retry;
2810         /*
2811          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2812          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2813          */
2814         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2815                 goto retry;
2816
2817         if (nr_retries--)
2818                 goto retry;
2819
2820         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2821                 goto nomem;
2822
2823         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2824                 goto force;
2825
2826         if (fatal_signal_pending(current))
2827                 goto force;
2828
2829         /*
2830          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2831          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2832          * couldn't make any progress.
2833          */
2834         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2835                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2836         switch (oom_status) {
2837         case OOM_SUCCESS:
2838                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2839                 goto retry;
2840         case OOM_FAILED:
2841                 goto force;
2842         default:
2843                 goto nomem;
2844         }
2845 nomem:
2846         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2847                 return -ENOMEM;
2848 force:
2849         /*
2850          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2851          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2852          * temporarily by force charging it.
2853          */
2854         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2855         if (do_memsw_account())
2856                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2857
2858         return 0;
2859
2860 done_restock:
2861         if (batch > nr_pages)
2862                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2863
2864         /*
2865          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2866          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2867          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2868          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2869          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2870          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2871          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2872          */
2873         do {
2874                 bool mem_high, swap_high;
2875
2876                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2877                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2878                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2879                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2880
2881                 /* Don't bother a random interrupted task */
2882                 if (in_interrupt()) {
2883                         if (mem_high) {
2884                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2885                                 break;
2886                         }
2887                         continue;
2888                 }
2889
2890                 if (mem_high || swap_high) {
2891                         /*
2892                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2893                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2894                          * of the memory or swap footprints.
2895                          *
2896                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2897                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2898                          * based on how much each task is actually allocating.
2899                          */
2900                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2901                         set_notify_resume(current);
2902                         break;
2903                 }
2904         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2905
2906         return 0;
2907 }
2908
2909 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2910 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2911 {
2912         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2913                 return;
2914
2915         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2916         if (do_memsw_account())
2917                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2918 }
2919 #endif
2920
2921 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2922 {
2923         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2924         /*
2925          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2926          *
2927          * - the page lock
2928          * - LRU isolation
2929          * - lock_page_memcg()
2930          * - exclusive reference
2931          */
2932         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2933 }
2934
2935 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2936 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2937                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2938 {
2939         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2940         unsigned long memcg_data;
2941         void *vec;
2942
2943         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2944                            page_to_nid(page));
2945         if (!vec)
2946                 return -ENOMEM;
2947
2948         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2949         if (new_page) {
2950                 /*
2951                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2952                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2953                  * memcg_data can be simply assigned.
2954                  */
2955                 page->memcg_data = memcg_data;
2956         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2957                 /*
2958                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2959                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2960                  * objcg vector should be reused.
2961                  */
2962                 kfree(vec);
2963                 return 0;
2964         }
2965
2966         kmemleak_not_leak(vec);
2967         return 0;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2972  *
2973  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2974  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2975  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2976  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2977  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2978  *
2979  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2980  * cgroup_mutex, etc.
2981  */
2982 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2983 {
2984         struct page *page;
2985
2986         if (mem_cgroup_disabled())
2987                 return NULL;
2988
2989         page = virt_to_head_page(p);
2990
2991         /*
2992          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2993          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2994          * the page->obj_cgroups.
2995          */
2996         if (page_objcgs_check(page)) {
2997                 struct obj_cgroup *objcg;
2998                 unsigned int off;
2999
3000                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
3001                 objcg = page_objcgs(page)[off];
3002                 if (objcg)
3003                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
3004
3005                 return NULL;
3006         }
3007
3008         /*
3009          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
3010          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
3011          * at that moment, but it can be set concurrently.
3012          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
3013          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3014          */
3015         return page_memcg_check(page);
3016 }
3017
3018 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3019 {
3020         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3021         struct mem_cgroup *memcg;
3022
3023         if (memcg_kmem_bypass())
3024                 return NULL;
3025
3026         rcu_read_lock();
3027         if (unlikely(active_memcg()))
3028                 memcg = active_memcg();
3029         else
3030                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3031
3032         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3033                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3034                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3035                         break;
3036                 objcg = NULL;
3037         }
3038         rcu_read_unlock();
3039
3040         return objcg;
3041 }
3042
3043 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3044 {
3045         int id, size;
3046         int err;
3047
3048         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3049                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3050         if (id < 0)
3051                 return id;
3052
3053         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3054                 return id;
3055
3056         /*
3057          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3058          * so we have to grow them.
3059          */
3060         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3061
3062         size = 2 * (id + 1);
3063         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3064                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3065         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3066                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3067
3068         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3069         if (!err)
3070                 memcg_nr_cache_ids = size;
3071
3072         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3073
3074         if (err) {
3075                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3076                 return err;
3077         }
3078         return id;
3079 }
3080
3081 static void memcg_free_cache_id(int id)
3082 {
3083         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3084 }
3085
3086 /**
3087  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3088  * @memcg: memory cgroup to charge
3089  * @gfp: reclaim mode
3090  * @nr_pages: number of pages to charge
3091  *
3092  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3093  */
3094 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3095                         unsigned int nr_pages)
3096 {
3097         struct page_counter *counter;
3098         int ret;
3099
3100         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3101         if (ret)
3102                 return ret;
3103
3104         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3105             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3106
3107                 /*
3108                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3109                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3110                  * handling code.
3111                  */
3112                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3113                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3114                         return 0;
3115                 }
3116                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3117                 return -ENOMEM;
3118         }
3119         return 0;
3120 }
3121
3122 /**
3123  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3124  * @memcg: memcg to uncharge
3125  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3126  */
3127 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3128 {
3129         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3130                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3131
3132         refill_stock(memcg, nr_pages);
3133 }
3134
3135 /**
3136  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3137  * @page: page to charge
3138  * @gfp: reclaim mode
3139  * @order: allocation order
3140  *
3141  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3142  */
3143 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3144 {
3145         struct mem_cgroup *memcg;
3146         int ret = 0;
3147
3148         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3149         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3150                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3151                 if (!ret) {
3152                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3153                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3154                         return 0;
3155                 }
3156                 css_put(&memcg->css);
3157         }
3158         return ret;
3159 }
3160
3161 /**
3162  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3163  * @page: page to uncharge
3164  * @order: allocation order
3165  */
3166 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3167 {
3168         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3169         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3170
3171         if (!memcg)
3172                 return;
3173
3174         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3175         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3176         page->memcg_data = 0;
3177         css_put(&memcg->css);
3178 }
3179
3180 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3181 {
3182         struct memcg_stock_pcp *stock;
3183         unsigned long flags;
3184         bool ret = false;
3185
3186         local_irq_save(flags);
3187
3188         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3189         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3190                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3191                 ret = true;
3192         }
3193
3194         local_irq_restore(flags);
3195
3196         return ret;
3197 }
3198
3199 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3200 {
3201         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3202
3203         if (!old)
3204                 return;
3205
3206         if (stock->nr_bytes) {
3207                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3208                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3209
3210                 if (nr_pages) {
3211                         rcu_read_lock();
3212                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3213                         rcu_read_unlock();
3214                 }
3215
3216                 /*
3217                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3218                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3219                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3220                  * refill_obj_stock().
3221                  *
3222                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3223                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3224                  * so it might be changed in the future.
3225                  */
3226                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3227                 stock->nr_bytes = 0;
3228         }
3229
3230         obj_cgroup_put(old);
3231         stock->cached_objcg = NULL;
3232 }
3233
3234 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3235                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3236 {
3237         struct mem_cgroup *memcg;
3238
3239         if (stock->cached_objcg) {
3240                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3241                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3242                         return true;
3243         }
3244
3245         return false;
3246 }
3247
3248 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3249 {
3250         struct memcg_stock_pcp *stock;
3251         unsigned long flags;
3252
3253         local_irq_save(flags);
3254
3255         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3256         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3257                 drain_obj_stock(stock);
3258                 obj_cgroup_get(objcg);
3259                 stock->cached_objcg = objcg;
3260                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3261         }
3262         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3263
3264         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3265                 drain_obj_stock(stock);
3266
3267         local_irq_restore(flags);
3268 }
3269
3270 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3271 {
3272         struct mem_cgroup *memcg;
3273         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3274         int ret;
3275
3276         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3277                 return 0;
3278
3279         /*
3280          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3281          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3282          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3283          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3284          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3285          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3286          * refill_obj_stock(), called from this function or
3287          * independently later.
3288          */
3289         rcu_read_lock();
3290 retry:
3291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3292         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3293                 goto retry;
3294         rcu_read_unlock();
3295
3296         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3297         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3298
3299         if (nr_bytes)
3300                 nr_pages += 1;
3301
3302         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3303         if (!ret && nr_bytes)
3304                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3305
3306         css_put(&memcg->css);
3307         return ret;
3308 }
3309
3310 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3311 {
3312         refill_obj_stock(objcg, size);
3313 }
3314
3315 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3316
3317 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3318 /*
3319  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3320  */
3321 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3322 {
3323         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3324         int i;
3325
3326         if (mem_cgroup_disabled())
3327                 return;
3328
3329         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3330                 css_get(&memcg->css);
3331                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3332         }
3333 }
3334 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3335
3336 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3337 /**
3338  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3339  * @entry: swap entry to be moved
3340  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3341  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3342  *
3343  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3344  * as the mem_cgroup's id of @from.
3345  *
3346  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3347  *
3348  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3349  * both res and memsw, and called css_get().
3350  */
3351 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3352                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3353 {
3354         unsigned short old_id, new_id;
3355
3356         old_id = mem_cgroup_id(from);
3357         new_id = mem_cgroup_id(to);
3358
3359         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3360                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3361                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3362                 return 0;
3363         }
3364         return -EINVAL;
3365 }
3366 #else
3367 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3368                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3369 {
3370         return -EINVAL;
3371 }
3372 #endif
3373
3374 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3375
3376 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3377                                  unsigned long max, bool memsw)
3378 {
3379         bool enlarge = false;
3380         bool drained = false;
3381         int ret;
3382         bool limits_invariant;
3383         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3384
3385         do {
3386                 if (signal_pending(current)) {
3387                         ret = -EINTR;
3388                         break;
3389                 }
3390
3391                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3392                 /*
3393                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3394                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3395                  */
3396                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3397                                            max <= memcg->memsw.max;
3398                 if (!limits_invariant) {
3399                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3400                         ret = -EINVAL;
3401                         break;
3402                 }
3403                 if (max > counter->max)
3404                         enlarge = true;
3405                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3406                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3407
3408                 if (!ret)
3409                         break;
3410
3411                 if (!drained) {
3412                         drain_all_stock(memcg);
3413                         drained = true;
3414                         continue;
3415                 }
3416
3417                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3418                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3419                         ret = -EBUSY;
3420                         break;
3421                 }
3422         } while (true);
3423
3424         if (!ret && enlarge)
3425                 memcg_oom_recover(memcg);
3426
3427         return ret;
3428 }
3429
3430 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3431                                             gfp_t gfp_mask,
3432                                             unsigned long *total_scanned)
3433 {
3434         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3435         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3436         unsigned long reclaimed;
3437         int loop = 0;
3438         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3439         unsigned long excess;
3440         unsigned long nr_scanned;
3441
3442         if (order > 0)
3443                 return 0;
3444
3445         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3446
3447         /*
3448          * Do not even bother to check the largest node if the root
3449          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3450          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3451          */
3452         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3453                 return 0;
3454
3455         /*
3456          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3457          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3458          * pressure
3459          */
3460         do {
3461                 if (next_mz)
3462                         mz = next_mz;
3463                 else
3464                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3465                 if (!mz)
3466                         break;
3467
3468                 nr_scanned = 0;
3469                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3470                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3471                 nr_reclaimed += reclaimed;
3472                 *total_scanned += nr_scanned;
3473                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3474                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3475
3476                 /*
3477                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3478                  * it is time to move on to the next cgroup
3479                  */
3480                 next_mz = NULL;
3481                 if (!reclaimed)
3482                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3483
3484                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3485                 /*
3486                  * One school of thought says that we should not add
3487                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3488                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3489                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3490                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3491                  * term TODO.
3492                  */
3493                 /* If excess == 0, no tree ops */
3494                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3495                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3496                 css_put(&mz->memcg->css);
3497                 loop++;
3498                 /*
3499                  * Could not reclaim anything and there are no more
3500                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3501                  * reclaiming anything.
3502                  */
3503                 if (!nr_reclaimed &&
3504                         (next_mz == NULL ||
3505                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3506                         break;
3507         } while (!nr_reclaimed);
3508         if (next_mz)
3509                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3510         return nr_reclaimed;
3511 }
3512
3513 /*
3514  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3515  *
3516  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3517  */
3518 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3519 {
3520         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3521
3522         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3523         lru_add_drain_all();
3524
3525         drain_all_stock(memcg);
3526
3527         /* try to free all pages in this cgroup */
3528         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3529                 int progress;
3530
3531                 if (signal_pending(current))
3532                         return -EINTR;
3533
3534                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3535                                                         GFP_KERNEL, true);
3536                 if (!progress) {
3537                         nr_retries--;
3538                         /* maybe some writeback is necessary */
3539                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3540                 }
3541
3542         }
3543
3544         return 0;
3545 }
3546
3547 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3548                                             char *buf, size_t nbytes,
3549                                             loff_t off)
3550 {
3551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3552
3553         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3554                 return -EINVAL;
3555         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3556 }
3557
3558 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3559                                      struct cftype *cft)
3560 {
3561         return 1;
3562 }
3563
3564 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3565                                       struct cftype *cft, u64 val)
3566 {
3567         if (val == 1)
3568                 return 0;
3569
3570         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3571                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3572                      "depend on this functionality.\n");
3573
3574         return -EINVAL;
3575 }
3576
3577 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3578 {
3579         unsigned long val;
3580
3581         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3582                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3583                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3584                 if (swap)
3585                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3586         } else {
3587                 if (!swap)
3588                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3589                 else
3590                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3591         }
3592         return val;
3593 }
3594
3595 enum {
3596         RES_USAGE,
3597         RES_LIMIT,
3598         RES_MAX_USAGE,
3599         RES_FAILCNT,
3600         RES_SOFT_LIMIT,
3601 };
3602
3603 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3604                                struct cftype *cft)
3605 {
3606         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3607         struct page_counter *counter;
3608
3609         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3610         case _MEM:
3611                 counter = &memcg->memory;
3612                 break;
3613         case _MEMSWAP:
3614                 counter = &memcg->memsw;
3615                 break;
3616         case _KMEM:
3617                 counter = &memcg->kmem;
3618                 break;
3619         case _TCP:
3620                 counter = &memcg->tcpmem;
3621                 break;
3622         default:
3623                 BUG();
3624         }
3625
3626         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3627         case RES_USAGE:
3628                 if (counter == &memcg->memory)
3629                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3630                 if (counter == &memcg->memsw)
3631                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3632                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3633         case RES_LIMIT:
3634                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3635         case RES_MAX_USAGE:
3636                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3637         case RES_FAILCNT:
3638                 return counter->failcnt;
3639         case RES_SOFT_LIMIT:
3640                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3641         default:
3642                 BUG();
3643         }
3644 }
3645
3646 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3647 {
3648         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3649         struct mem_cgroup *mi;
3650         int node, cpu, i;
3651
3652         for_each_online_cpu(cpu)
3653                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3654                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3655
3656         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3657                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3658                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3659
3660         for_each_node(node) {
3661                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3662                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3663
3664                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3665                         stat[i] = 0;
3666
3667                 for_each_online_cpu(cpu)
3668                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3669                                 stat[i] += per_cpu(
3670                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3671
3672                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3673                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3674                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3675         }
3676 }
3677
3678 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3679 {
3680         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3681         struct mem_cgroup *mi;
3682         int cpu, i;
3683
3684         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3685                 events[i] = 0;
3686
3687         for_each_online_cpu(cpu)
3688                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3689                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3690                                              cpu);
3691
3692         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3693                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3694                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3695 }
3696
3697 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3698 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3699 {
3700         struct obj_cgroup *objcg;
3701         int memcg_id;
3702
3703         if (cgroup_memory_nokmem)
3704                 return 0;
3705
3706         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3707         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3708
3709         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3710         if (memcg_id < 0)
3711                 return memcg_id;
3712
3713         objcg = obj_cgroup_alloc();
3714         if (!objcg) {
3715                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3716                 return -ENOMEM;
3717         }
3718         objcg->memcg = memcg;
3719         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3720
3721         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3722
3723         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3724         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3725
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731         struct cgroup_subsys_state *css;
3732         struct mem_cgroup *parent, *child;
3733         int kmemcg_id;
3734
3735         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3736                 return;
3737
3738         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3739
3740         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3741         if (!parent)
3742                 parent = root_mem_cgroup;
3743
3744         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3745
3746         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3747         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3748
3749         /*
3750          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3751          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3752          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3753          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3754          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3755          * memcg_drain_all_list_lrus().
3756          */
3757         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3758         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3759                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3760                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3761                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3762         }
3763         rcu_read_unlock();
3764
3765         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3766
3767         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3768 }
3769
3770 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3771 {
3772         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3773         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3774                 memcg_offline_kmem(memcg);
3775 }
3776 #else
3777 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3778 {
3779         return 0;
3780 }
3781 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3782 {
3783 }
3784 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3785 {
3786 }
3787 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3788
3789 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3790                                  unsigned long max)
3791 {
3792         int ret;
3793
3794         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3795         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3796         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3797         return ret;
3798 }
3799
3800 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3801 {
3802         int ret;
3803
3804         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3805
3806         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3807         if (ret)
3808                 goto out;
3809
3810         if (!memcg->tcpmem_active) {
3811                 /*
3812                  * The active flag needs to be written after the static_key
3813                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3814                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3815                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3816                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3817                  *
3818                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3819                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3820                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3821                  * yet, we'll lose accounting.
3822                  *
3823                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3824                  * because when this value change, the code to process it is not
3825                  * patched in yet.
3826                  */
3827                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3828                 memcg->tcpmem_active = true;
3829         }
3830 out:
3831         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3832         return ret;
3833 }
3834
3835 /*
3836  * The user of this function is...
3837  * RES_LIMIT.
3838  */
3839 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3840                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3841 {
3842         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3843         unsigned long nr_pages;
3844         int ret;
3845
3846         buf = strstrip(buf);
3847         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3848         if (ret)
3849                 return ret;
3850
3851         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3852         case RES_LIMIT:
3853                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3854                         ret = -EINVAL;
3855                         break;
3856                 }
3857                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3858                 case _MEM:
3859                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3860                         break;
3861                 case _MEMSWAP:
3862                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3863                         break;
3864                 case _KMEM:
3865                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3866                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3867                                      "depend on this functionality.\n");
3868                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3869                         break;
3870                 case _TCP:
3871                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3872                         break;
3873                 }
3874                 break;
3875         case RES_SOFT_LIMIT:
3876                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3877                 ret = 0;
3878                 break;
3879         }
3880         return ret ?: nbytes;
3881 }
3882
3883 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3884                                 size_t nbytes, loff_t off)
3885 {
3886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3887         struct page_counter *counter;
3888
3889         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3890         case _MEM:
3891                 counter = &memcg->memory;
3892                 break;
3893         case _MEMSWAP:
3894                 counter = &memcg->memsw;
3895                 break;
3896         case _KMEM:
3897                 counter = &memcg->kmem;
3898                 break;
3899         case _TCP:
3900                 counter = &memcg->tcpmem;
3901                 break;
3902         default:
3903                 BUG();
3904         }
3905
3906         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3907         case RES_MAX_USAGE:
3908                 page_counter_reset_watermark(counter);
3909                 break;
3910         case RES_FAILCNT:
3911                 counter->failcnt = 0;
3912                 break;
3913         default:
3914                 BUG();
3915         }
3916
3917         return nbytes;
3918 }
3919
3920 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3921                                         struct cftype *cft)
3922 {
3923         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3924 }
3925
3926 #ifdef CONFIG_MMU
3927 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3928                                         struct cftype *cft, u64 val)
3929 {
3930         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3931
3932         if (val & ~MOVE_MASK)
3933                 return -EINVAL;
3934
3935         /*
3936          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3937          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3938          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3939          * affect task migrations starting after the change.
3940          */
3941         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3942         return 0;
3943 }
3944 #else
3945 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3946                                         struct cftype *cft, u64 val)
3947 {
3948         return -ENOSYS;
3949 }
3950 #endif
3951
3952 #ifdef CONFIG_NUMA
3953
3954 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3955 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3956 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3957
3958 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3959                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3960 {
3961         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3962         unsigned long nr = 0;
3963         enum lru_list lru;
3964
3965         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3966
3967         for_each_lru(lru) {
3968                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3969                         continue;
3970                 if (tree)
3971                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3972                 else
3973                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3974         }
3975         return nr;
3976 }
3977
3978 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3979                                              unsigned int lru_mask,
3980                                              bool tree)
3981 {
3982         unsigned long nr = 0;
3983         enum lru_list lru;
3984
3985         for_each_lru(lru) {
3986                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3987                         continue;
3988                 if (tree)
3989                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3990                 else
3991                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3992         }
3993         return nr;
3994 }
3995
3996 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3997 {
3998         struct numa_stat {
3999                 const char *name;
4000                 unsigned int lru_mask;
4001         };
4002
4003         static const struct numa_stat stats[] = {
4004                 { "total", LRU_ALL },
4005                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4006                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4007                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4008         };
4009         const struct numa_stat *stat;
4010         int nid;
4011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4012
4013         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4014                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4015                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4016                                                    false));
4017                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4018                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4019                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4020                                                         stat->lru_mask, false));
4021                 seq_putc(m, '\n');
4022         }
4023
4024         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4025
4026                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4027                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4028                                                    true));
4029                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4030                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4031                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4032                                                         stat->lru_mask, true));
4033                 seq_putc(m, '\n');
4034         }
4035
4036         return 0;
4037 }
4038 #endif /* CONFIG_NUMA */
4039
4040 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4041         NR_FILE_PAGES,
4042         NR_ANON_MAPPED,
4043 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4044         NR_ANON_THPS,
4045 #endif
4046         NR_SHMEM,
4047         NR_FILE_MAPPED,
4048         NR_FILE_DIRTY,
4049         NR_WRITEBACK,
4050         MEMCG_SWAP,
4051 };
4052
4053 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4054         "cache",
4055         "rss",
4056 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4057         "rss_huge",
4058 #endif
4059         "shmem",
4060         "mapped_file",
4061         "dirty",
4062         "writeback",
4063         "swap",
4064 };
4065
4066 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4067 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4068         PGPGIN,
4069         PGPGOUT,
4070         PGFAULT,
4071         PGMAJFAULT,
4072 };
4073
4074 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4075 {
4076         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4077         unsigned long memory, memsw;
4078         struct mem_cgroup *mi;
4079         unsigned int i;
4080
4081         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4082
4083         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4084                 unsigned long nr;
4085
4086                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4087                         continue;
4088                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4089                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4090         }
4091
4092         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4093                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4094                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4095
4096         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4097                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4098                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4099                            PAGE_SIZE);
4100
4101         /* Hierarchical information */
4102         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4103         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4104                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4105                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4106         }
4107         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4108                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4109         if (do_memsw_account())
4110                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4111                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4112
4113         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4114                 unsigned long nr;
4115
4116                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4117                         continue;
4118                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4119                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4120                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4121         }
4122
4123         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4124                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4125                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4126                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4127
4128         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4129                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4130                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4131                            PAGE_SIZE);
4132
4133 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4134         {
4135                 pg_data_t *pgdat;
4136                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4137                 unsigned long anon_cost = 0;
4138                 unsigned long file_cost = 0;
4139
4140                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4141                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4142
4143                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4144                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4145                 }
4146                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4147                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4148         }
4149 #endif
4150
4151         return 0;
4152 }
4153
4154 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4155                                       struct cftype *cft)
4156 {
4157         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4158
4159         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4160 }
4161
4162 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4163                                        struct cftype *cft, u64 val)
4164 {
4165         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4166
4167         if (val > 100)
4168                 return -EINVAL;
4169
4170         if (css->parent)
4171                 memcg->swappiness = val;
4172         else
4173                 vm_swappiness = val;
4174
4175         return 0;
4176 }
4177
4178 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4179 {
4180         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4181         unsigned long usage;
4182         int i;
4183
4184         rcu_read_lock();
4185         if (!swap)
4186                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4187         else
4188                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4189
4190         if (!t)
4191                 goto unlock;
4192
4193         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4194
4195         /*
4196          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4197          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4198          * call of __mem_cgroup_threshold().
4199          */
4200         i = t->current_threshold;
4201
4202         /*
4203          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4204          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4205          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4206          * only one element of the array here.
4207          */
4208         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4209                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4210
4211         /* i = current_threshold + 1 */
4212         i++;
4213
4214         /*
4215          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4216          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4217          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4218          * only one element of the array here.
4219          */
4220         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4221                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4222
4223         /* Update current_threshold */
4224         t->current_threshold = i - 1;
4225 unlock:
4226         rcu_read_unlock();
4227 }
4228
4229 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4230 {
4231         while (memcg) {
4232                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4233                 if (do_memsw_account())
4234                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4235
4236                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4237         }
4238 }
4239
4240 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4241 {
4242         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4243         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4244
4245         if (_a->threshold > _b->threshold)
4246                 return 1;
4247
4248         if (_a->threshold < _b->threshold)
4249                 return -1;
4250
4251         return 0;
4252 }
4253
4254 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4255 {
4256         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4257
4258         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4259
4260         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4261                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4262
4263         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4264         return 0;
4265 }
4266
4267 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4268 {
4269         struct mem_cgroup *iter;
4270
4271         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4272                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4273 }
4274
4275 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4276         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4277 {
4278         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4279         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4280         unsigned long threshold;
4281         unsigned long usage;
4282         int i, size, ret;
4283
4284         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4285         if (ret)
4286                 return ret;
4287
4288         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4289
4290         if (type == _MEM) {
4291                 thresholds = &memcg->thresholds;
4292                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4293         } else if (type == _MEMSWAP) {
4294                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4295                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4296         } else
4297                 BUG();
4298
4299         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4300         if (thresholds->primary)
4301                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4302
4303         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4304
4305         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4306         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4307         if (!new) {
4308                 ret = -ENOMEM;
4309                 goto unlock;
4310         }
4311         new->size = size;
4312
4313         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4314         if (thresholds->primary)
4315                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4316                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4317
4318         /* Add new threshold */
4319         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4320         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4321
4322         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4323         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4324                         compare_thresholds, NULL);
4325
4326         /* Find current threshold */
4327         new->current_threshold = -1;
4328         for (i = 0; i < size; i++) {
4329                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4330                         /*
4331                          * new->current_threshold will not be used until
4332                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4333                          * it here.
4334                          */
4335                         ++new->current_threshold;
4336                 } else
4337                         break;
4338         }
4339
4340         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4341         kfree(thresholds->spare);
4342         thresholds->spare = thresholds->primary;
4343
4344         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4345
4346         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4347         synchronize_rcu();
4348
4349 unlock:
4350         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4351
4352         return ret;
4353 }
4354
4355 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4356         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4357 {
4358         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4359 }
4360
4361 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4362         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4363 {
4364         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4365 }
4366
4367 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4368         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4369 {
4370         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4371         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4372         unsigned long usage;
4373         int i, j, size, entries;
4374
4375         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4376
4377         if (type == _MEM) {
4378                 thresholds = &memcg->thresholds;
4379                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4380         } else if (type == _MEMSWAP) {
4381                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4382                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4383         } else
4384                 BUG();
4385
4386         if (!thresholds->primary)
4387                 goto unlock;
4388
4389         /* Check if a threshold crossed before removing */
4390         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4391
4392         /* Calculate new number of threshold */
4393         size = entries = 0;
4394         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4395                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4396                         size++;
4397                 else
4398                         entries++;
4399         }
4400
4401         new = thresholds->spare;
4402
4403         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4404         if (!entries)
4405                 goto unlock;
4406
4407         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4408         if (!size) {
4409                 kfree(new);
4410                 new = NULL;
4411                 goto swap_buffers;
4412         }
4413
4414         new->size = size;
4415
4416         /* Copy thresholds and find current threshold */
4417         new->current_threshold = -1;
4418         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4419                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4420                         continue;
4421
4422                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4423                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4424                         /*
4425                          * new->current_threshold will not be used
4426                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4427                          * it here.
4428                          */
4429                         ++new->current_threshold;
4430                 }
4431                 j++;
4432         }
4433
4434 swap_buffers:
4435         /* Swap primary and spare array */
4436         thresholds->spare = thresholds->primary;
4437
4438         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4439
4440         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4441         synchronize_rcu();
4442
4443         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4444         if (!new) {
4445                 kfree(thresholds->spare);
4446                 thresholds->spare = NULL;
4447         }
4448 unlock:
4449         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4450 }
4451
4452 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4453         struct eventfd_ctx *eventfd)
4454 {
4455         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4456 }
4457
4458 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4459         struct eventfd_ctx *eventfd)
4460 {
4461         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4462 }
4463
4464 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4465         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4466 {
4467         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4468
4469         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4470         if (!event)
4471                 return -ENOMEM;
4472
4473         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4474
4475         event->eventfd = eventfd;
4476         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4477
4478         /* already in OOM ? */
4479         if (memcg->under_oom)
4480                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4481         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4482
4483         return 0;
4484 }
4485
4486 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4487         struct eventfd_ctx *eventfd)
4488 {
4489         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4490
4491         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4492
4493         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4494                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4495                         list_del(&ev->list);
4496                         kfree(ev);
4497                 }
4498         }
4499
4500         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4501 }
4502
4503 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4504 {
4505         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4506
4507         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4508         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4509         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4510                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4511         return 0;
4512 }
4513
4514 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4515         struct cftype *cft, u64 val)
4516 {
4517         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4518
4519         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4520         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4521                 return -EINVAL;
4522
4523         memcg->oom_kill_disable = val;
4524         if (!val)
4525                 memcg_oom_recover(memcg);
4526
4527         return 0;
4528 }
4529
4530 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4531
4532 #include <trace/events/writeback.h>
4533
4534 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4535 {
4536         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4537 }
4538
4539 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4540 {
4541         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4542 }
4543
4544 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4545 {
4546         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4547 }
4548
4549 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4550 {
4551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4552
4553         if (!memcg->css.parent)
4554                 return NULL;
4555
4556         return &memcg->cgwb_domain;
4557 }
4558
4559 /*
4560  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4561  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4562  */
4563 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4564 {
4565         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4566         int cpu;
4567
4568         for_each_online_cpu(cpu)
4569                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4570         if (x < 0)
4571                 x = 0;
4572         return x;
4573 }
4574
4575 /**
4576  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4577  * @wb: bdi_writeback in question
4578  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4579  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4580  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4581  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4582  *
4583  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4584  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4585  * is a bit more involved.
4586  *
4587  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4588  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4589  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4590  * available memory in the system.  The caller should further cap
4591  * *@pheadroom accordingly.
4592  */
4593 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4594                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4595                          unsigned long *pwriteback)
4596 {
4597         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4598         struct mem_cgroup *parent;
4599
4600         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4601
4602         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4603         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4604                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4605         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4606
4607         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4608                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4609                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4610                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4611
4612                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4613                 memcg = parent;
4614         }
4615 }
4616
4617 /*
4618  * Foreign dirty flushing
4619  *
4620  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4621  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4622  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4623  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4624  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4625  * different cgroups isn't a common use-case.
4626  *
4627  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4628  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4629  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4630  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4631  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4632  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4633  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4634  * make writeback of the dirty pages happen.
4635  *
4636  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4637  * severely throttled after making some progress after each
4638  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4639  * completely idle.
4640  *
4641  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4642  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4643  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4644  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4645  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4646  *
4647  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4648  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4649  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4650  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4651  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4652  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4653  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4654  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4655  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4656  *
4657  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4658  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4659  * records are lockless and racy.
4660  */
4661 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4662                                              struct bdi_writeback *wb)
4663 {
4664         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4665         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4666         u64 now = get_jiffies_64();
4667         u64 oldest_at = now;
4668         int oldest = -1;
4669         int i;
4670
4671         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4672
4673         /*
4674          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4675          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4676          * written out.
4677          */
4678         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4679                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4680                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4681                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4682                         break;
4683                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4684                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4685                         oldest = i;
4686                         oldest_at = frn->at;
4687                 }
4688         }
4689
4690         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4691                 /*
4692                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4693                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4694                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4695                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4696                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4697                  */
4698                 unsigned long update_intv =
4699                         min_t(unsigned long, HZ,
4700                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4701
4702                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4703                         frn->at = now;
4704         } else if (oldest >= 0) {
4705                 /* replace the oldest free one */
4706                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4707                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4708                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4709                 frn->at = now;
4710         }
4711 }
4712
4713 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4714 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4715 {
4716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4717         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4718         u64 now = jiffies_64;
4719         int i;
4720
4721         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4722                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4723
4724                 /*
4725                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4726                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4727                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4728                  * already one in flight.
4729                  */
4730                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4731                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4732                         frn->at = 0;
4733                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4734                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4735                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4736                                                &frn->done);
4737                 }
4738         }
4739 }
4740
4741 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4742
4743 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4744 {
4745         return 0;
4746 }
4747
4748 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4749 {
4750 }
4751
4752 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4753 {
4754 }
4755
4756 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4757
4758 /*
4759  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4760  *
4761  * "cgroup.event_control" implementation.
4762  *
4763  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4764  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4765  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4766  *
4767  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4768  * possible.
4769  */
4770
4771 /*
4772  * Unregister event and free resources.
4773  *
4774  * Gets called from workqueue.
4775  */
4776 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4777 {
4778         struct mem_cgroup_event *event =
4779                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4780         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4781
4782         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4783
4784         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4785
4786         /* Notify userspace the event is going away. */
4787         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4788
4789         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4790         kfree(event);
4791         css_put(&memcg->css);
4792 }
4793
4794 /*
4795  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4796  *
4797  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4798  */
4799 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4800                             int sync, void *key)
4801 {
4802         struct mem_cgroup_event *event =
4803                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4804         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4805         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4806
4807         if (flags & EPOLLHUP) {
4808                 /*
4809                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4810                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4811                  * for us.
4812                  *
4813                  * We can't race against event freeing since the other
4814                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4815                  * which we hold.
4816                  */
4817                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4818                 if (!list_empty(&event->list)) {
4819                         list_del_init(&event->list);
4820                         /*
4821                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4822                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4823                          */
4824                         schedule_work(&event->remove);
4825                 }
4826                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4827         }
4828
4829         return 0;
4830 }
4831
4832 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4833                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4834 {
4835         struct mem_cgroup_event *event =
4836                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4837
4838         event->wqh = wqh;
4839         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4840 }
4841
4842 /*
4843  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4844  *
4845  * Parse input and register new cgroup event handler.
4846  *
4847  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4848  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4849  */
4850 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4851                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4852 {
4853         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4855         struct mem_cgroup_event *event;
4856         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4857         unsigned int efd, cfd;
4858         struct fd efile;
4859         struct fd cfile;
4860         const char *name;
4861         char *endp;
4862         int ret;
4863
4864         buf = strstrip(buf);
4865
4866         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4867         if (*endp != ' ')
4868                 return -EINVAL;
4869         buf = endp + 1;
4870
4871         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4872         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4873                 return -EINVAL;
4874         buf = endp + 1;
4875
4876         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4877         if (!event)
4878                 return -ENOMEM;
4879
4880         event->memcg = memcg;
4881         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4882         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4883         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4884         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4885
4886         efile = fdget(efd);
4887         if (!efile.file) {
4888                 ret = -EBADF;
4889                 goto out_kfree;
4890         }
4891
4892         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4893         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4894                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4895                 goto out_put_efile;
4896         }
4897
4898         cfile = fdget(cfd);
4899         if (!cfile.file) {
4900                 ret = -EBADF;
4901                 goto out_put_eventfd;
4902         }
4903
4904         /* the process need read permission on control file */
4905         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4906         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4907         if (ret < 0)
4908                 goto out_put_cfile;
4909
4910         /*
4911          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4912          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4913          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4914          * is for compatibility anyway.
4915          *
4916          * DO NOT ADD NEW FILES.
4917          */
4918         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4919
4920         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4921                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4922                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4923         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4924                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4925                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4926         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4927                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4928                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4929         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4930                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4931                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4932         } else {
4933                 ret = -EINVAL;
4934                 goto out_put_cfile;
4935         }
4936
4937         /*
4938          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4939          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4940          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4941          */
4942         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4943                                                &memory_cgrp_subsys);
4944         ret = -EINVAL;
4945         if (IS_ERR(cfile_css))
4946                 goto out_put_cfile;
4947         if (cfile_css != css) {
4948                 css_put(cfile_css);
4949                 goto out_put_cfile;
4950         }
4951
4952         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4953         if (ret)
4954                 goto out_put_css;
4955
4956         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4957
4958         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4959         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4960         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4961
4962         fdput(cfile);
4963         fdput(efile);
4964
4965         return nbytes;
4966
4967 out_put_css:
4968         css_put(css);
4969 out_put_cfile:
4970         fdput(cfile);
4971 out_put_eventfd:
4972         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4973 out_put_efile:
4974         fdput(efile);
4975 out_kfree:
4976         kfree(event);
4977
4978         return ret;
4979 }
4980
4981 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4982         {
4983                 .name = "usage_in_bytes",
4984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4985                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "max_usage_in_bytes",
4989                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4990                 .write = mem_cgroup_reset,
4991                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4992         },
4993         {
4994                 .name = "limit_in_bytes",
4995                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4996                 .write = mem_cgroup_write,
4997                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4998         },
4999         {
5000                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5001                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5002                 .write = mem_cgroup_write,
5003                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5004         },
5005         {
5006                 .name = "failcnt",
5007                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5008                 .write = mem_cgroup_reset,
5009                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5010         },
5011         {
5012                 .name = "stat",
5013                 .seq_show = memcg_stat_show,
5014         },
5015         {
5016                 .name = "force_empty",
5017                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5018         },
5019         {
5020                 .name = "use_hierarchy",
5021                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5026                 .write = memcg_write_event_control,
5027                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5028         },
5029         {
5030                 .name = "swappiness",
5031                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5032                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5033         },
5034         {
5035                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5036                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5037                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5038         },
5039         {
5040                 .name = "oom_control",
5041                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5042                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5044         },
5045         {
5046                 .name = "pressure_level",
5047         },
5048 #ifdef CONFIG_NUMA
5049         {
5050                 .name = "numa_stat",
5051                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5052         },
5053 #endif
5054         {
5055                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5057                 .write = mem_cgroup_write,
5058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5059         },
5060         {
5061                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "kmem.failcnt",
5067                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5068                 .write = mem_cgroup_reset,
5069                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5070         },
5071         {
5072                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5073                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5074                 .write = mem_cgroup_reset,
5075                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5076         },
5077 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5078         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5079         {
5080                 .name = "kmem.slabinfo",
5081                 .seq_show = memcg_slab_show,
5082         },
5083 #endif
5084         {
5085                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5087                 .write = mem_cgroup_write,
5088                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5089         },
5090         {
5091                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5092                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5093                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5094         },
5095         {
5096                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5098                 .write = mem_cgroup_reset,
5099                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5100         },
5101         {
5102                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5103                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5104                 .write = mem_cgroup_reset,
5105                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5106         },
5107         { },    /* terminate */
5108 };
5109
5110 /*
5111  * Private memory cgroup IDR
5112  *
5113  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5114  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5115  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5116  * memory-controlled cgroups to 64k.
5117  *
5118  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5119  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5120  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5121  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5122  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5123  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5124  *
5125  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5126  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5127  * when the CSS is offlined.
5128  *
5129  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5130  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5131  * those references are manageable from userspace.
5132  */
5133
5134 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5135
5136 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5137 {
5138         if (memcg->id.id > 0) {
5139                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5140                 memcg->id.id = 0;
5141         }
5142 }
5143
5144 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5145                                                   unsigned int n)
5146 {
5147         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5148 }
5149
5150 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5151 {
5152         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5153                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5154
5155                 /* Memcg ID pins CSS */
5156                 css_put(&memcg->css);
5157         }
5158 }
5159
5160 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5161 {
5162         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5163 }
5164
5165 /**
5166  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5167  * @id: the memcg id to look up
5168  *
5169  * Caller must hold rcu_read_lock().
5170  */
5171 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5172 {
5173         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5174         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5175 }
5176
5177 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5178 {
5179         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5180         int tmp = node;
5181         /*
5182          * This routine is called against possible nodes.
5183          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5184          *
5185          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5186          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5187          *       function.
5188          */
5189         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5190                 tmp = -1;
5191         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5192         if (!pn)
5193                 return 1;
5194
5195         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5196                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5197         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5198                 kfree(pn);
5199                 return 1;
5200         }
5201
5202         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5203                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5204         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5205                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5206                 kfree(pn);
5207                 return 1;
5208         }
5209
5210         lruvec_init(&pn->lruvec);
5211         pn->usage_in_excess = 0;
5212         pn->on_tree = false;
5213         pn->memcg = memcg;
5214
5215         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5216         return 0;
5217 }
5218
5219 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5220 {
5221         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5222
5223         if (!pn)
5224                 return;
5225
5226         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5227         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5228         kfree(pn);
5229 }
5230
5231 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5232 {
5233         int node;
5234
5235         for_each_node(node)
5236                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5237         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5238         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5239         kfree(memcg);
5240 }
5241
5242 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5243 {
5244         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5245         /*
5246          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5247          * on parent's and all ancestor levels.
5248          */
5249         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5250         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5251         __mem_cgroup_free(memcg);
5252 }
5253
5254 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5255 {
5256         struct mem_cgroup *memcg;
5257         unsigned int size;
5258         int node;
5259         int __maybe_unused i;
5260         long error = -ENOMEM;
5261
5262         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5263         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5264
5265         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5266         if (!memcg)
5267                 return ERR_PTR(error);
5268
5269         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5270                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5271                                  GFP_KERNEL);
5272         if (memcg->id.id < 0) {
5273                 error = memcg->id.id;
5274                 goto fail;
5275         }
5276
5277         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5278                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5279         if (!memcg->vmstats_local)
5280                 goto fail;
5281
5282         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5283                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5284         if (!memcg->vmstats_percpu)
5285                 goto fail;
5286
5287         for_each_node(node)
5288                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5289                         goto fail;
5290
5291         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5292                 goto fail;
5293
5294         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5295         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5296         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5297         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5298         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5299         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5300         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5301         memcg->socket_pressure = jiffies;
5302 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5303         memcg->kmemcg_id = -1;
5304         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5305 #endif
5306 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5307         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5308         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5309                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5310                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5311 #endif
5312 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5313         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5314         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5315         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5316 #endif
5317         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5318         return memcg;
5319 fail:
5320         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5321         __mem_cgroup_free(memcg);
5322         return ERR_PTR(error);
5323 }
5324
5325 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5326 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5327 {
5328         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5329         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5330         long error = -ENOMEM;
5331
5332         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5333         memcg = mem_cgroup_alloc();
5334         set_active_memcg(old_memcg);
5335         if (IS_ERR(memcg))
5336                 return ERR_CAST(memcg);
5337
5338         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5339         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5340         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5341         if (parent) {
5342                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5343                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5344
5345                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5346                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5347                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5348                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5349         } else {
5350                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5351                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5352                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5353                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5354
5355                 root_mem_cgroup = memcg;
5356                 return &memcg->css;
5357         }
5358
5359         /* The following stuff does not apply to the root */
5360         error = memcg_online_kmem(memcg);
5361         if (error)
5362                 goto fail;
5363
5364         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5365                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5366
5367         return &memcg->css;
5368 fail:
5369         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5370         mem_cgroup_free(memcg);
5371         return ERR_PTR(error);
5372 }
5373
5374 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5375 {
5376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5377
5378         /*
5379          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5380          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5381          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5382          */
5383         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5384                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5385                 return -ENOMEM;
5386         }
5387
5388         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5389         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5390         css_get(css);
5391         return 0;
5392 }
5393
5394 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5395 {
5396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5397         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5398
5399         /*
5400          * Unregister events and notify userspace.
5401          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5402          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5403          */
5404         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5405         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5406                 list_del_init(&event->list);
5407                 schedule_work(&event->remove);
5408         }
5409         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5410
5411         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5412         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5413
5414         memcg_offline_kmem(memcg);
5415         wb_memcg_offline(memcg);
5416
5417         drain_all_stock(memcg);
5418
5419         mem_cgroup_id_put(memcg);
5420 }
5421
5422 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5423 {
5424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5425
5426         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5427 }
5428
5429 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5430 {
5431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5432         int __maybe_unused i;
5433
5434 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5435         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5436                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5437 #endif
5438         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5439                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5440
5441         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5442                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5443
5444         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5445         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5446         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5447         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5448         memcg_free_kmem(memcg);
5449         mem_cgroup_free(memcg);
5450 }
5451
5452 /**
5453  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5454  * @css: the target css
5455  *
5456  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5457  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5458  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5459  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5460  * made visible again.
5461  *
5462  * The current implementation only resets the essential configurations.
5463  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5464  */
5465 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5466 {
5467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5468
5469         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5470         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5471         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5472         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5473         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5474         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5475         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5476         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5477         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5478         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5479 }
5480
5481 #ifdef CONFIG_MMU
5482 /* Handlers for move charge at task migration. */
5483 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5484 {
5485         int ret;
5486
5487         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5488         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5489         if (!ret) {
5490                 mc.precharge += count;
5491                 return ret;
5492         }
5493
5494         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5495         while (count--) {
5496                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5497                 if (ret)
5498                         return ret;
5499                 mc.precharge++;
5500                 cond_resched();
5501         }
5502         return 0;
5503 }
5504
5505 union mc_target {
5506         struct page     *page;
5507         swp_entry_t     ent;
5508 };
5509
5510 enum mc_target_type {
5511         MC_TARGET_NONE = 0,
5512         MC_TARGET_PAGE,
5513         MC_TARGET_SWAP,
5514         MC_TARGET_DEVICE,
5515 };
5516
5517 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5518                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5519 {
5520         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5521
5522         if (!page || !page_mapped(page))
5523                 return NULL;
5524         if (PageAnon(page)) {
5525                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5526                         return NULL;
5527         } else {
5528                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5529                         return NULL;
5530         }
5531         if (!get_page_unless_zero(page))
5532                 return NULL;
5533
5534         return page;
5535 }
5536
5537 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5538 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5539                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5540 {
5541         struct page *page = NULL;
5542         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5543
5544         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5545                 return NULL;
5546
5547         /*
5548          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5549          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5550          * as special swap entry in the CPU page table.
5551          */
5552         if (is_device_private_entry(ent)) {
5553                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5554                 /*
5555                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5556                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5557                  */
5558                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5559                         return NULL;
5560                 return page;
5561         }
5562
5563         if (non_swap_entry(ent))
5564                 return NULL;
5565
5566         /*
5567          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5568          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5569          */
5570         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5571         entry->val = ent.val;
5572
5573         return page;
5574 }
5575 #else
5576 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5577                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5578 {
5579         return NULL;
5580 }
5581 #endif
5582
5583 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5584                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5585 {
5586         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5587                 return NULL;
5588         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5589                 return NULL;
5590
5591         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5592         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5593         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5594                         linear_page_index(vma, addr));
5595 }
5596
5597 /**
5598  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5599  * @page: the page
5600  * @compound: charge the page as compound or small page
5601  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5602  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5603  *
5604  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5605  *
5606  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5607  * from old cgroup.
5608  */
5609 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5610                                    bool compound,
5611                                    struct mem_cgroup *from,
5612                                    struct mem_cgroup *to)
5613 {
5614         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5615         struct pglist_data *pgdat;
5616         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5617         int ret;
5618
5619         VM_BUG_ON(from == to);
5620         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5621         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5622
5623         /*
5624          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5625          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5626          */
5627         ret = -EBUSY;
5628         if (!trylock_page(page))
5629                 goto out;
5630
5631         ret = -EINVAL;
5632         if (page_memcg(page) != from)
5633                 goto out_unlock;
5634
5635         pgdat = page_pgdat(page);
5636         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5637         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5638
5639         lock_page_memcg(page);
5640
5641         if (PageAnon(page)) {
5642                 if (page_mapped(page)) {
5643                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5644                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5645                         if (PageTransHuge(page)) {
5646                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5647                                                    -nr_pages);
5648                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5649                                                    nr_pages);
5650                         }
5651                 }
5652         } else {
5653                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5654                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5655
5656                 if (PageSwapBacked(page)) {
5657                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5658                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5659                 }
5660
5661                 if (page_mapped(page)) {
5662                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5663                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5664                 }
5665
5666                 if (PageDirty(page)) {
5667                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5668
5669                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5670                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5671                                                    -nr_pages);
5672                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5673                                                    nr_pages);
5674                         }
5675                 }
5676         }
5677
5678         if (PageWriteback(page)) {
5679                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5680                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5681         }
5682
5683         /*
5684          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5685          *
5686          * It is safe to change page's memcg here because the page
5687          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5688          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5689          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5690          *
5691          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5692          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5693          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5694          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5695          */
5696         smp_mb();
5697
5698         css_get(&to->css);
5699         css_put(&from->css);
5700
5701         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5702
5703         __unlock_page_memcg(from);
5704
5705         ret = 0;
5706
5707         local_irq_disable();
5708         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5709         memcg_check_events(to, page);
5710         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5711         memcg_check_events(from, page);
5712         local_irq_enable();
5713 out_unlock:
5714         unlock_page(page);
5715 out:
5716         return ret;
5717 }
5718
5719 /**
5720  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5721  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5722  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5723  * @ptent: the pte to be checked
5724  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5725  *
5726  * Returns
5727  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5728  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5729  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5730  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5731  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5732  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5733  *     in target->ent.
5734  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5735  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5736  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5737  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5738  *     regular page.
5739  *
5740  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5741  *
5742  * Called with pte lock held.
5743  */
5744
5745 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5746                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5747 {
5748         struct page *page = NULL;
5749         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5750         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5751
5752         if (pte_present(ptent))
5753                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5754         else if (is_swap_pte(ptent))
5755                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5756         else if (pte_none(ptent))
5757                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5758
5759         if (!page && !ent.val)
5760                 return ret;
5761         if (page) {
5762                 /*
5763                  * Do only loose check w/o serialization.
5764                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5765                  * not under LRU exclusion.
5766                  */
5767                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5768                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5769                         if (is_device_private_page(page))
5770                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5771                         if (target)
5772                                 target->page = page;
5773                 }
5774                 if (!ret || !target)
5775                         put_page(page);
5776         }
5777         /*
5778          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5779          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5780          */
5781         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5782             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5783                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5784                 if (target)
5785                         target->ent = ent;
5786         }
5787         return ret;
5788 }
5789
5790 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5791 /*
5792  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5793  * not support them for now.
5794  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5795  */
5796 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5797                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5798 {
5799         struct page *page = NULL;
5800         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5801
5802         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5803                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5804                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5805                 return ret;
5806         }
5807         page = pmd_page(pmd);
5808         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5809         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5810                 return ret;
5811         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5812                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5813                 if (target) {
5814                         get_page(page);
5815                         target->page = page;
5816                 }
5817         }
5818         return ret;
5819 }
5820 #else
5821 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5822                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5823 {
5824         return MC_TARGET_NONE;
5825 }
5826 #endif
5827
5828 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5829                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5830                                         struct mm_walk *walk)
5831 {
5832         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5833         pte_t *pte;
5834         spinlock_t *ptl;
5835
5836         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5837         if (ptl) {
5838                 /*
5839                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5840                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5841                  * this might change.
5842                  */
5843                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5844                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5845                 spin_unlock(ptl);
5846                 return 0;
5847         }
5848
5849         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5850                 return 0;
5851         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5852         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5853                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5854                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5855         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5856         cond_resched();
5857
5858         return 0;
5859 }
5860
5861 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5862         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5863 };
5864
5865 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5866 {
5867         unsigned long precharge;
5868
5869         mmap_read_lock(mm);
5870         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5871         mmap_read_unlock(mm);
5872
5873         precharge = mc.precharge;
5874         mc.precharge = 0;
5875
5876         return precharge;
5877 }
5878
5879 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5880 {
5881         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5882
5883         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5884         mc.moving_task = current;
5885         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5886 }
5887
5888 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5889 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5890 {
5891         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5892         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5893
5894         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5895         if (mc.precharge) {
5896                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5897                 mc.precharge = 0;
5898         }
5899         /*
5900          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5901          * we must uncharge here.
5902          */
5903         if (mc.moved_charge) {
5904                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5905                 mc.moved_charge = 0;
5906         }
5907         /* we must fixup refcnts and charges */
5908         if (mc.moved_swap) {
5909                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5910                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5911                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5912
5913                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5914
5915                 /*
5916                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5917                  * should uncharge to->memory.
5918                  */
5919                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5920                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5921
5922                 mc.moved_swap = 0;
5923         }
5924         memcg_oom_recover(from);
5925         memcg_oom_recover(to);
5926         wake_up_all(&mc.waitq);
5927 }
5928
5929 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5930 {
5931         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5932
5933         /*
5934          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5935          * task migration.
5936          */
5937         mc.moving_task = NULL;
5938         __mem_cgroup_clear_mc();
5939         spin_lock(&mc.lock);
5940         mc.from = NULL;
5941         mc.to = NULL;
5942         mc.mm = NULL;
5943         spin_unlock(&mc.lock);
5944
5945         mmput(mm);
5946 }
5947
5948 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5949 {
5950         struct cgroup_subsys_state *css;
5951         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5952         struct mem_cgroup *from;
5953         struct task_struct *leader, *p;
5954         struct mm_struct *mm;
5955         unsigned long move_flags;
5956         int ret = 0;
5957
5958         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5959         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5960                 return 0;
5961
5962         /*
5963          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5964          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5965          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5966          * multiple.
5967          */
5968         p = NULL;
5969         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5970                 WARN_ON_ONCE(p);
5971                 p = leader;
5972                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5973         }
5974         if (!p)
5975                 return 0;
5976
5977         /*
5978          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5979          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5980          * So we need to save it, and keep it going.
5981          */
5982         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5983         if (!move_flags)
5984                 return 0;
5985
5986         from = mem_cgroup_from_task(p);
5987
5988         VM_BUG_ON(from == memcg);
5989
5990         mm = get_task_mm(p);
5991         if (!mm)
5992                 return 0;
5993         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5994         if (mm->owner == p) {
5995                 VM_BUG_ON(mc.from);
5996                 VM_BUG_ON(mc.to);
5997                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5998                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5999                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6000
6001                 spin_lock(&mc.lock);
6002                 mc.mm = mm;
6003                 mc.from = from;
6004                 mc.to = memcg;
6005                 mc.flags = move_flags;
6006                 spin_unlock(&mc.lock);
6007                 /* We set mc.moving_task later */
6008
6009                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6010                 if (ret)
6011                         mem_cgroup_clear_mc();
6012         } else {
6013                 mmput(mm);
6014         }
6015         return ret;
6016 }
6017
6018 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6019 {
6020         if (mc.to)
6021                 mem_cgroup_clear_mc();
6022 }
6023
6024 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6025                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6026                                 struct mm_walk *walk)
6027 {
6028         int ret = 0;
6029         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6030         pte_t *pte;
6031         spinlock_t *ptl;
6032         enum mc_target_type target_type;
6033         union mc_target target;
6034         struct page *page;
6035
6036         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6037         if (ptl) {
6038                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6039                         spin_unlock(ptl);
6040                         return 0;
6041                 }
6042                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6043                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6044                         page = target.page;
6045                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6046                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6047                                                              mc.from, mc.to)) {
6048                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6049                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6050                                 }
6051                                 putback_lru_page(page);
6052                         }
6053                         put_page(page);
6054                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6055                         page = target.page;
6056                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6057                                                      mc.from, mc.to)) {
6058                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6059                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6060                         }
6061                         put_page(page);
6062                 }
6063                 spin_unlock(ptl);
6064                 return 0;
6065         }
6066
6067         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6068                 return 0;
6069 retry:
6070         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6071         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6072                 pte_t ptent = *(pte++);
6073                 bool device = false;
6074                 swp_entry_t ent;
6075
6076                 if (!mc.precharge)
6077                         break;
6078
6079                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6080                 case MC_TARGET_DEVICE:
6081                         device = true;
6082                         fallthrough;
6083                 case MC_TARGET_PAGE:
6084                         page = target.page;
6085                         /*
6086                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6087                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6088                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6089                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6090                          */
6091                         if (PageTransCompound(page))
6092                                 goto put;
6093                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6094                                 goto put;
6095                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6096                                                 mc.from, mc.to)) {
6097                                 mc.precharge--;
6098                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6099                                 mc.moved_charge++;
6100                         }
6101                         if (!device)
6102                                 putback_lru_page(page);
6103 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6104                         put_page(page);
6105                         break;
6106                 case MC_TARGET_SWAP:
6107                         ent = target.ent;
6108                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6109                                 mc.precharge--;
6110                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6111                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6112                                 mc.moved_swap++;
6113                         }
6114                         break;
6115                 default:
6116                         break;
6117                 }
6118         }
6119         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6120         cond_resched();
6121
6122         if (addr != end) {
6123                 /*
6124                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6125                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6126                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6127                  * phase.
6128                  */
6129                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6130                 if (!ret)
6131                         goto retry;
6132         }
6133
6134         return ret;
6135 }
6136
6137 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6138         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6139 };
6140
6141 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6142 {
6143         lru_add_drain_all();
6144         /*
6145          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6146          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6147          * for already started RCU-only updates to finish.
6148          */
6149         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6150         synchronize_rcu();
6151 retry:
6152         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6153                 /*
6154                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6155                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6156                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6157                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6158                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6159                  */
6160                 __mem_cgroup_clear_mc();
6161                 cond_resched();
6162                 goto retry;
6163         }
6164         /*
6165          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6166          * additional charge, the page walk just aborts.
6167          */
6168         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6169                         NULL);
6170
6171         mmap_read_unlock(mc.mm);
6172         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6173 }
6174
6175 static void mem_cgroup_move_task(void)
6176 {
6177         if (mc.to) {
6178                 mem_cgroup_move_charge();
6179                 mem_cgroup_clear_mc();
6180         }
6181 }
6182 #else   /* !CONFIG_MMU */
6183 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6184 {
6185         return 0;
6186 }
6187 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6188 {
6189 }
6190 static void mem_cgroup_move_task(void)
6191 {
6192 }
6193 #endif
6194
6195 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6196 {
6197         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6198                 seq_puts(m, "max\n");
6199         else
6200                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6201
6202         return 0;
6203 }
6204
6205 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6206                                struct cftype *cft)
6207 {
6208         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6209
6210         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6211 }
6212
6213 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6214 {
6215         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6216                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6217 }
6218
6219 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6220                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6221 {
6222         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6223         unsigned long min;
6224         int err;
6225
6226         buf = strstrip(buf);
6227         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6228         if (err)
6229                 return err;
6230
6231         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6232
6233         return nbytes;
6234 }
6235
6236 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6237 {
6238         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6239                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6240 }
6241
6242 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6243                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6244 {
6245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6246         unsigned long low;
6247         int err;
6248
6249         buf = strstrip(buf);
6250         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6251         if (err)
6252                 return err;
6253
6254         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6255
6256         return nbytes;
6257 }
6258
6259 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6260 {
6261         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6262                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6263 }
6264
6265 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6266                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6267 {
6268         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6269         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6270         bool drained = false;
6271         unsigned long high;
6272         int err;
6273
6274         buf = strstrip(buf);
6275         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6276         if (err)
6277                 return err;
6278
6279         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6280
6281         for (;;) {
6282                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6283                 unsigned long reclaimed;
6284
6285                 if (nr_pages <= high)
6286                         break;
6287
6288                 if (signal_pending(current))
6289                         break;
6290
6291                 if (!drained) {
6292                         drain_all_stock(memcg);
6293                         drained = true;
6294                         continue;
6295                 }
6296
6297                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6298                                                          GFP_KERNEL, true);
6299
6300                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6301                         break;
6302         }
6303
6304         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6305         return nbytes;
6306 }
6307
6308 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6309 {
6310         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6311                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6312 }
6313
6314 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6315                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6316 {
6317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6318         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6319         bool drained = false;
6320         unsigned long max;
6321         int err;
6322
6323         buf = strstrip(buf);
6324         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6325         if (err)
6326                 return err;
6327
6328         xchg(&memcg->memory.max, max);
6329
6330         for (;;) {
6331                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6332
6333                 if (nr_pages <= max)
6334                         break;
6335
6336                 if (signal_pending(current))
6337                         break;
6338
6339                 if (!drained) {
6340                         drain_all_stock(memcg);
6341                         drained = true;
6342                         continue;
6343                 }
6344
6345                 if (nr_reclaims) {
6346                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6347                                                           GFP_KERNEL, true))
6348                                 nr_reclaims--;
6349                         continue;
6350                 }
6351
6352                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6353                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6354                         break;
6355         }
6356
6357         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6358         return nbytes;
6359 }
6360
6361 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6362 {
6363         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6364         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6365         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6366         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6367         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6368                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6369 }
6370
6371 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6372 {
6373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6374
6375         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6376         return 0;
6377 }
6378
6379 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6380 {
6381         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6382
6383         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6384         return 0;
6385 }
6386
6387 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6388 {
6389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6390         char *buf;
6391
6392         buf = memory_stat_format(memcg);
6393         if (!buf)
6394                 return -ENOMEM;
6395         seq_puts(m, buf);
6396         kfree(buf);
6397         return 0;
6398 }
6399
6400 #ifdef CONFIG_NUMA
6401 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6402 {
6403         int i;
6404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6405
6406         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6407                 int nid;
6408
6409                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6410                         continue;
6411
6412                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6413                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6414                         u64 size;
6415                         struct lruvec *lruvec;
6416
6417                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6418                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6419                         size *= memory_stats[i].ratio;
6420                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6421                 }
6422                 seq_putc(m, '\n');
6423         }
6424
6425         return 0;
6426 }
6427 #endif
6428
6429 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6432
6433         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6434
6435         return 0;
6436 }
6437
6438 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6439                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6440 {
6441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6442         int ret, oom_group;
6443
6444         buf = strstrip(buf);
6445         if (!buf)
6446                 return -EINVAL;
6447
6448         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6449         if (ret)
6450                 return ret;
6451
6452         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6453                 return -EINVAL;
6454
6455         memcg->oom_group = oom_group;
6456
6457         return nbytes;
6458 }
6459
6460 static struct cftype memory_files[] = {
6461         {
6462                 .name = "current",
6463                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6464                 .read_u64 = memory_current_read,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "min",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_min_show,
6470                 .write = memory_min_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "low",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .seq_show = memory_low_show,
6476                 .write = memory_low_write,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "high",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .seq_show = memory_high_show,
6482                 .write = memory_high_write,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "max",
6486                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6487                 .seq_show = memory_max_show,
6488                 .write = memory_max_write,
6489         },
6490         {
6491                 .name = "events",
6492                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6493                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6494                 .seq_show = memory_events_show,
6495         },
6496         {
6497                 .name = "events.local",
6498                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6499                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6500                 .seq_show = memory_events_local_show,
6501         },
6502         {
6503                 .name = "stat",
6504                 .seq_show = memory_stat_show,
6505         },
6506 #ifdef CONFIG_NUMA
6507         {
6508                 .name = "numa_stat",
6509                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6510         },
6511 #endif
6512         {
6513                 .name = "oom.group",
6514                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6515                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6516                 .write = memory_oom_group_write,
6517         },
6518         { }     /* terminate */
6519 };
6520
6521 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6522         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6523         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6524         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6525         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6526         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6527         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6528         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6529         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6530         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6531         .dfl_cftypes = memory_files,
6532         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6533         .early_init = 0,
6534 };
6535
6536 /*
6537  * This function calculates an individual cgroup's effective
6538  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6539  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6540  * distribution in the tree.
6541  *
6542  * The following rules apply to the effective protection values:
6543  *
6544  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6545  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6546  *
6547  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6548  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6549  *    parent's effective protection.
6550  *
6551  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6552  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6553  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6554  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6555  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6556  *
6557  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6558  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6559  *    the unused remainder is available to its siblings.
6560  *
6561  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6562  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6563  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6564  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6565  *
6566  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6567  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6568  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6569  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6570  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6571  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6572  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6573  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6574  *
6575  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6576  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6577  * neighboring subtrees.
6578  */
6579 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6580                                           unsigned long parent_usage,
6581                                           unsigned long setting,
6582                                           unsigned long parent_effective,
6583                                           unsigned long siblings_protected)
6584 {
6585         unsigned long protected;
6586         unsigned long ep;
6587
6588         protected = min(usage, setting);
6589         /*
6590          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6591          * protection then what the parent affords them, distribute
6592          * shares in proportion to utilization.
6593          *
6594          * We are using actual utilization rather than the statically
6595          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6596          * but unused protection is available to siblings that would
6597          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6598          */
6599         if (siblings_protected > parent_effective)
6600                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6601
6602         /*
6603          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6604          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6605          * and utilizes is effectively protected.
6606          *
6607          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6608          * will apply pressure in proportion to that amount.
6609          *
6610          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6611          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6612          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6613          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6614          * protection is always dependent on how memory is actually
6615          * consumed among the siblings anyway.
6616          */
6617         ep = protected;
6618
6619         /*
6620          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6621          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6622          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6623          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6624          * other compete freely over the allowance, but they are
6625          * collectively protected from neighboring trees.
6626          *
6627          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6628          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6629          * the same bytes twice.
6630          *
6631          * Check both usage and parent_usage against the respective
6632          * protected values. One should imply the other, but they
6633          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6634          */
6635         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6636                 return ep;
6637         if (parent_effective > siblings_protected &&
6638             parent_usage > siblings_protected &&
6639             usage > protected) {
6640                 unsigned long unclaimed;
6641
6642                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6643                 unclaimed *= usage - protected;
6644                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6645
6646                 ep += unclaimed;
6647         }
6648
6649         return ep;
6650 }
6651
6652 /**
6653  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6654  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6655  * @memcg: the memory cgroup to check
6656  *
6657  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6658  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6659  */
6660 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6661                                      struct mem_cgroup *memcg)
6662 {
6663         unsigned long usage, parent_usage;
6664         struct mem_cgroup *parent;
6665
6666         if (mem_cgroup_disabled())
6667                 return;
6668
6669         if (!root)
6670                 root = root_mem_cgroup;
6671
6672         /*
6673          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6674          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6675          * details.
6676          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6677          * that special casing.
6678          */
6679         if (memcg == root)
6680                 return;
6681
6682         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6683         if (!usage)
6684                 return;
6685
6686         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6687         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6688         if (!parent)
6689                 return;
6690
6691         if (parent == root) {
6692                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6693                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6694                 return;
6695         }
6696
6697         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6698
6699         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6700                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6701                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6702                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6703
6704         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6705                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6706                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6707                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6708 }
6709
6710 /**
6711  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6712  * @page: page to charge
6713  * @mm: mm context of the victim
6714  * @gfp_mask: reclaim mode
6715  *
6716  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6717  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6718  *
6719  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6720  */
6721 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6722 {
6723         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6724         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6725         int ret = 0;
6726
6727         if (mem_cgroup_disabled())
6728                 goto out;
6729
6730         if (PageSwapCache(page)) {
6731                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6732                 unsigned short id;
6733
6734                 /*
6735                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6736                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6737                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6738                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6739                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6740                  */
6741                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6742                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6743                         goto out;
6744
6745                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6746                 rcu_read_lock();
6747                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6748                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6749                         memcg = NULL;
6750                 rcu_read_unlock();
6751         }
6752
6753         if (!memcg)
6754                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6755
6756         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6757         if (ret)
6758                 goto out_put;
6759
6760         css_get(&memcg->css);
6761         commit_charge(page, memcg);
6762
6763         local_irq_disable();
6764         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6765         memcg_check_events(memcg, page);
6766         local_irq_enable();
6767
6768         if (PageSwapCache(page)) {
6769                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6770                 /*
6771                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6772                  * let's not wait for it.  The page already received a
6773                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6774                  */
6775                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6776         }
6777
6778 out_put:
6779         css_put(&memcg->css);
6780 out:
6781         return ret;
6782 }
6783
6784 struct uncharge_gather {
6785         struct mem_cgroup *memcg;
6786         unsigned long nr_pages;
6787         unsigned long pgpgout;
6788         unsigned long nr_kmem;
6789         struct page *dummy_page;
6790 };
6791
6792 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6793 {
6794         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6795 }
6796
6797 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6798 {
6799         unsigned long flags;
6800
6801         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6802                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6803                 if (do_memsw_account())
6804                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6805                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6806                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6807                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6808         }
6809
6810         local_irq_save(flags);
6811         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6812         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6813         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6814         local_irq_restore(flags);
6815
6816         /* drop reference from uncharge_page */
6817         css_put(&ug->memcg->css);
6818 }
6819
6820 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6821 {
6822         unsigned long nr_pages;
6823
6824         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6825
6826         if (!page_memcg(page))
6827                 return;
6828
6829         /*
6830          * Nobody should be changing or seriously looking at
6831          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6832          * exclusive access to the page.
6833          */
6834
6835         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6836                 if (ug->memcg) {
6837                         uncharge_batch(ug);
6838                         uncharge_gather_clear(ug);
6839                 }
6840                 ug->memcg = page_memcg(page);
6841
6842                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6843                 css_get(&ug->memcg->css);
6844         }
6845
6846         nr_pages = compound_nr(page);
6847         ug->nr_pages += nr_pages;
6848
6849         if (PageMemcgKmem(page))
6850                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6851         else
6852                 ug->pgpgout++;
6853
6854         ug->dummy_page = page;
6855         page->memcg_data = 0;
6856         css_put(&ug->memcg->css);
6857 }
6858
6859 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6860 {
6861         struct uncharge_gather ug;
6862         struct list_head *next;
6863
6864         uncharge_gather_clear(&ug);
6865
6866         /*
6867          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6868          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6869          */
6870         next = page_list->next;
6871         do {
6872                 struct page *page;
6873
6874                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6875                 next = page->lru.next;
6876
6877                 uncharge_page(page, &ug);
6878         } while (next != page_list);
6879
6880         if (ug.memcg)
6881                 uncharge_batch(&ug);
6882 }
6883
6884 /**
6885  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6886  * @page: page to uncharge
6887  *
6888  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6889  */
6890 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6891 {
6892         struct uncharge_gather ug;
6893
6894         if (mem_cgroup_disabled())
6895                 return;
6896
6897         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6898         if (!page_memcg(page))
6899                 return;
6900
6901         uncharge_gather_clear(&ug);
6902         uncharge_page(page, &ug);
6903         uncharge_batch(&ug);
6904 }
6905
6906 /**
6907  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6908  * @page_list: list of pages to uncharge
6909  *
6910  * Uncharge a list of pages previously charged with
6911  * mem_cgroup_charge().
6912  */
6913 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6914 {
6915         if (mem_cgroup_disabled())
6916                 return;
6917
6918         if (!list_empty(page_list))
6919                 uncharge_list(page_list);
6920 }
6921
6922 /**
6923  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6924  * @oldpage: currently circulating page
6925  * @newpage: replacement page
6926  *
6927  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6928  * be uncharged upon free.
6929  *
6930  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6931  */
6932 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6933 {
6934         struct mem_cgroup *memcg;
6935         unsigned int nr_pages;
6936         unsigned long flags;
6937
6938         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6939         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6940         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6941         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6942                        newpage);
6943
6944         if (mem_cgroup_disabled())
6945                 return;
6946
6947         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6948         if (page_memcg(newpage))
6949                 return;
6950
6951         memcg = page_memcg(oldpage);
6952         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6953         if (!memcg)
6954                 return;
6955
6956         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6957         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6958
6959         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6960         if (do_memsw_account())
6961                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6962
6963         css_get(&memcg->css);
6964         commit_charge(newpage, memcg);
6965
6966         local_irq_save(flags);
6967         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6968         memcg_check_events(memcg, newpage);
6969         local_irq_restore(flags);
6970 }
6971
6972 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6973 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6974
6975 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6976 {
6977         struct mem_cgroup *memcg;
6978
6979         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6980                 return;
6981
6982         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6983         if (in_interrupt())
6984                 return;
6985
6986         rcu_read_lock();
6987         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6988         if (memcg == root_mem_cgroup)
6989                 goto out;
6990         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6991                 goto out;
6992         if (css_tryget(&memcg->css))
6993                 sk->sk_memcg = memcg;
6994 out:
6995         rcu_read_unlock();
6996 }
6997
6998 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6999 {
7000         if (sk->sk_memcg)
7001                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7002 }
7003
7004 /**
7005  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7006  * @memcg: memcg to charge
7007  * @nr_pages: number of pages to charge
7008  *
7009  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7010  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7011  */
7012 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7013 {
7014         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7015
7016         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7017                 struct page_counter *fail;
7018
7019                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7020                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7021                         return true;
7022                 }
7023                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7024                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7025                 return false;
7026         }
7027
7028         /* Don't block in the packet receive path */
7029         if (in_softirq())
7030                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7031
7032         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7033
7034         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7035                 return true;
7036
7037         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7038         return false;
7039 }
7040
7041 /**
7042  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7043  * @memcg: memcg to uncharge
7044  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7045  */
7046 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7047 {
7048         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7049                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7050                 return;
7051         }
7052
7053         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7054
7055         refill_stock(memcg, nr_pages);
7056 }
7057
7058 static int __init cgroup_memory(char *s)
7059 {
7060         char *token;
7061
7062         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7063                 if (!*token)
7064                         continue;
7065                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7066                         cgroup_memory_nosocket = true;
7067                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7068                         cgroup_memory_nokmem = true;
7069         }
7070         return 0;
7071 }
7072 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7073
7074 /*
7075  * subsys_initcall() for memory controller.
7076  *
7077  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7078  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7079  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7080  * should be initialized from here.
7081  */
7082 static int __init mem_cgroup_init(void)
7083 {
7084         int cpu, node;
7085
7086         /*
7087          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7088          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7089          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7090          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7091          */
7092         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7093
7094         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7095                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7096
7097         for_each_possible_cpu(cpu)
7098                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7099                           drain_local_stock);
7100
7101         for_each_node(node) {
7102                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7103
7104                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7105                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7106
7107                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7108                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7109                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7110                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7111         }
7112
7113         return 0;
7114 }
7115 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7116
7117 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7118 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7119 {
7120         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7121                 /*
7122                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7123                  * always be >= 1.
7124                  */
7125                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7126                         VM_BUG_ON(1);
7127                         break;
7128                 }
7129                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7130                 if (!memcg)
7131                         memcg = root_mem_cgroup;
7132         }
7133         return memcg;
7134 }
7135
7136 /**
7137  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7138  * @page: page whose memsw charge to transfer
7139  * @entry: swap entry to move the charge to
7140  *
7141  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7142  */
7143 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7144 {
7145         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7146         unsigned int nr_entries;
7147         unsigned short oldid;
7148
7149         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7150         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7151
7152         if (mem_cgroup_disabled())
7153                 return;
7154
7155         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7156                 return;
7157
7158         memcg = page_memcg(page);
7159
7160         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7161         if (!memcg)
7162                 return;
7163
7164         /*
7165          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7166          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7167          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7168          */
7169         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7170         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7171         /* Get references for the tail pages, too */
7172         if (nr_entries > 1)
7173                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7174         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7175                                    nr_entries);
7176         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7177         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7178
7179         page->memcg_data = 0;
7180
7181         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7182                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7183
7184         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7185                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7186                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7187                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7188         }
7189
7190         /*
7191          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7192          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7193          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7194          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7195          */
7196         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7197         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7198         memcg_check_events(memcg, page);
7199
7200         css_put(&memcg->css);
7201 }
7202
7203 /**
7204  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7205  * @page: page being added to swap
7206  * @entry: swap entry to charge
7207  *
7208  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7209  *
7210  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7211  */
7212 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7213 {
7214         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7215         struct page_counter *counter;
7216         struct mem_cgroup *memcg;
7217         unsigned short oldid;
7218
7219         if (mem_cgroup_disabled())
7220                 return 0;
7221
7222         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7223                 return 0;
7224
7225         memcg = page_memcg(page);
7226
7227         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7228         if (!memcg)
7229                 return 0;
7230
7231         if (!entry.val) {
7232                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7233                 return 0;
7234         }
7235
7236         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7237
7238         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7239             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7240                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7241                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7242                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7243                 return -ENOMEM;
7244         }
7245
7246         /* Get references for the tail pages, too */
7247         if (nr_pages > 1)
7248                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7249         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7250         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7251         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7252
7253         return 0;
7254 }
7255
7256 /**
7257  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7258  * @entry: swap entry to uncharge
7259  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7260  */
7261 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7262 {
7263         struct mem_cgroup *memcg;
7264         unsigned short id;
7265
7266         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7267         rcu_read_lock();
7268         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7269         if (memcg) {
7270                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7271                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7272                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7273                         else
7274                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7275                 }
7276                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7277                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7278         }
7279         rcu_read_unlock();
7280 }
7281
7282 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7283 {
7284         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7285
7286         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7287                 return nr_swap_pages;
7288         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7289                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7290                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7291                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7292         return nr_swap_pages;
7293 }
7294
7295 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7296 {
7297         struct mem_cgroup *memcg;
7298
7299         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7300
7301         if (vm_swap_full())
7302                 return true;
7303         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7304                 return false;
7305
7306         memcg = page_memcg(page);
7307         if (!memcg)
7308                 return false;
7309
7310         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7311                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7312
7313                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7314                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7315                         return true;
7316         }
7317
7318         return false;
7319 }
7320
7321 static int __init setup_swap_account(char *s)
7322 {
7323         if (!strcmp(s, "1"))
7324                 cgroup_memory_noswap = false;
7325         else if (!strcmp(s, "0"))
7326                 cgroup_memory_noswap = true;
7327         return 1;
7328 }
7329 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7330
7331 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7332                              struct cftype *cft)
7333 {
7334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7335
7336         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7337 }
7338
7339 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7340 {
7341         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7342                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7343 }
7344
7345 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7346                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7347 {
7348         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7349         unsigned long high;
7350         int err;
7351
7352         buf = strstrip(buf);
7353         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7354         if (err)
7355                 return err;
7356
7357         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7358
7359         return nbytes;
7360 }
7361
7362 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7363 {
7364         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7365                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7366 }
7367
7368 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7369                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7370 {
7371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7372         unsigned long max;
7373         int err;
7374
7375         buf = strstrip(buf);
7376         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7377         if (err)
7378                 return err;
7379
7380         xchg(&memcg->swap.max, max);
7381
7382         return nbytes;
7383 }
7384
7385 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7386 {
7387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7388
7389         seq_printf(m, "high %lu\n",
7390                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7391         seq_printf(m, "max %lu\n",
7392                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7393         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7394                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7395
7396         return 0;
7397 }
7398
7399 static struct cftype swap_files[] = {
7400         {
7401                 .name = "swap.current",
7402                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7403                 .read_u64 = swap_current_read,
7404         },
7405         {
7406                 .name = "swap.high",
7407                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7408                 .seq_show = swap_high_show,
7409                 .write = swap_high_write,
7410         },
7411         {
7412                 .name = "swap.max",
7413                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7414                 .seq_show = swap_max_show,
7415                 .write = swap_max_write,
7416         },
7417         {
7418                 .name = "swap.events",
7419                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7420                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7421                 .seq_show = swap_events_show,
7422         },
7423         { }     /* terminate */
7424 };
7425
7426 static struct cftype memsw_files[] = {
7427         {
7428                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7429                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7430                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7431         },
7432         {
7433                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7434                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7435                 .write = mem_cgroup_reset,
7436                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7437         },
7438         {
7439                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7440                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7441                 .write = mem_cgroup_write,
7442                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7443         },
7444         {
7445                 .name = "memsw.failcnt",
7446                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7447                 .write = mem_cgroup_reset,
7448                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7449         },
7450         { },    /* terminate */
7451 };
7452
7453 /*
7454  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7455  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7456  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7457  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7458  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7459  */
7460 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7461 {
7462         /* No memory control -> no swap control */
7463         if (mem_cgroup_disabled())
7464                 cgroup_memory_noswap = true;
7465
7466         if (cgroup_memory_noswap)
7467                 return 0;
7468
7469         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7470         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7471
7472         return 0;
7473 }
7474 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7475
7476 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */