mm: memcontrol: optimize per-lruvec stats counter memory usage
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page_memcg(page);
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page_memcg_check(page);
567
568         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
569                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
570         if (memcg)
571                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
572         rcu_read_unlock();
573         return ino;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_node *
577 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580
581         return memcg->nodeinfo[nid];
582 }
583
584 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
585 soft_limit_tree_node(int nid)
586 {
587         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
596 }
597
598 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
599                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
600                                          unsigned long new_usage_in_excess)
601 {
602         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
603         struct rb_node *parent = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
605         bool rightmost = true;
606
607         if (mz->on_tree)
608                 return;
609
610         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
611         if (!mz->usage_in_excess)
612                 return;
613         while (*p) {
614                 parent = *p;
615                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
616                                         tree_node);
617                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
618                         p = &(*p)->rb_left;
619                         rightmost = false;
620                 } else {
621                         p = &(*p)->rb_right;
622                 }
623         }
624
625         if (rightmost)
626                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
627
628         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
629         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
630         mz->on_tree = true;
631 }
632
633 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
634                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
635 {
636         if (!mz->on_tree)
637                 return;
638
639         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
640                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
641
642         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
643         mz->on_tree = false;
644 }
645
646 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
647                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
652         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
653         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
654 }
655
656 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
659         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
660         unsigned long excess = 0;
661
662         if (nr_pages > soft_limit)
663                 excess = nr_pages - soft_limit;
664
665         return excess;
666 }
667
668 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
669 {
670         unsigned long excess;
671         struct mem_cgroup_per_node *mz;
672         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
673
674         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
675         if (!mctz)
676                 return;
677         /*
678          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
679          * because their event counter is not touched.
680          */
681         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
682                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
683                 excess = soft_limit_excess(memcg);
684                 /*
685                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
686                  * mem is over its softlimit.
687                  */
688                 if (excess || mz->on_tree) {
689                         unsigned long flags;
690
691                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
692                         /* if on-tree, remove it */
693                         if (mz->on_tree)
694                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
695                         /*
696                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
697                          * If excess is 0, no tree ops.
698                          */
699                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
700                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
701                 }
702         }
703 }
704
705 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
708         struct mem_cgroup_per_node *mz;
709         int nid;
710
711         for_each_node(nid) {
712                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
713                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
714                 if (mctz)
715                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716         }
717 }
718
719 static struct mem_cgroup_per_node *
720 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
721 {
722         struct mem_cgroup_per_node *mz;
723
724 retry:
725         mz = NULL;
726         if (!mctz->rb_rightmost)
727                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
728
729         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
730                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
731         /*
732          * Remove the node now but someone else can add it back,
733          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
734          * position in the tree.
735          */
736         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
738             !css_tryget(&mz->memcg->css))
739                 goto retry;
740 done:
741         return mz;
742 }
743
744 static struct mem_cgroup_per_node *
745 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
746 {
747         struct mem_cgroup_per_node *mz;
748
749         spin_lock_irq(&mctz->lock);
750         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
751         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
752         return mz;
753 }
754
755 /**
756  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
757  * @memcg: the memory cgroup
758  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
759  * @val: delta to add to the counter, can be negative
760  */
761 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
762 {
763         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
764
765         if (mem_cgroup_disabled())
766                 return;
767
768         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
769                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
770
771         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
772         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
773                 struct mem_cgroup *mi;
774
775                 /*
776                  * Batch local counters to keep them in sync with
777                  * the hierarchical ones.
778                  */
779                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
780                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
781                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
782                 x = 0;
783         }
784         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_node *
788 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
789 {
790         struct mem_cgroup *parent;
791
792         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
793         if (!parent)
794                 return NULL;
795         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
796 }
797
798 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
799                               int val)
800 {
801         struct mem_cgroup_per_node *pn;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
804
805         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
806         memcg = pn->memcg;
807
808         /* Update memcg */
809         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
810
811         /* Update lruvec */
812         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
813
814         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
815                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
816
817         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
818         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
819                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
820                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
821
822                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
823                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
824                 x = 0;
825         }
826         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
827 }
828
829 /**
830  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
831  * @lruvec: the lruvec
832  * @idx: the stat item
833  * @val: delta to add to the counter, can be negative
834  *
835  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
836  * function updates the all three counters that are affected by a
837  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
838  */
839 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                         int val)
841 {
842         /* Update node */
843         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
844
845         /* Update memcg and lruvec */
846         if (!mem_cgroup_disabled())
847                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
848 }
849
850 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
851                              int val)
852 {
853         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
854         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
855         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
856         struct lruvec *lruvec;
857
858         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
859         if (!memcg) {
860                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
861                 return;
862         }
863
864         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
865         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
868
869 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
870 {
871         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
872         struct mem_cgroup *memcg;
873         struct lruvec *lruvec;
874
875         rcu_read_lock();
876         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
877
878         /*
879          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
880          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
881          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
882          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
883          */
884         if (!memcg) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 /**
894  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
895  * @memcg: the memory cgroup
896  * @idx: the event item
897  * @count: the number of events that occured
898  */
899 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
900                           unsigned long count)
901 {
902         unsigned long x;
903
904         if (mem_cgroup_disabled())
905                 return;
906
907         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
908         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
909                 struct mem_cgroup *mi;
910
911                 /*
912                  * Batch local counters to keep them in sync with
913                  * the hierarchical ones.
914                  */
915                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
916                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
917                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
918                 x = 0;
919         }
920         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 /**
1047  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1048  * @page: page from which memcg should be extracted.
1049  *
1050  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1051  * root_mem_cgroup is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         rcu_read_lock();
1061         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1062         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1063                 memcg = root_mem_cgroup;
1064         rcu_read_unlock();
1065         return memcg;
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1068
1069 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1070 {
1071         if (in_interrupt())
1072                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1073         else
1074                 return current->active_memcg;
1075 }
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = active_memcg();
1083         if (memcg) {
1084                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1085                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else
1088                         memcg = current->active_memcg;
1089         }
1090         rcu_read_unlock();
1091
1092         return memcg;
1093 }
1094
1095 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1096 {
1097         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1098         if (unlikely(active_memcg()))
1099                 return false;
1100
1101         /* Memcg to charge can't be determined. */
1102         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1103                 return true;
1104
1105         return false;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1110  */
1111 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         if (memcg_kmem_bypass())
1114                 return NULL;
1115
1116         if (unlikely(active_memcg()))
1117                 return get_active_memcg();
1118
1119         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1124  * @root: hierarchy root
1125  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1126  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1127  *
1128  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1129  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1130  *
1131  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1132  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1133  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1134  *
1135  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1136  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1137  * same node.
1138  */
1139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1140                                    struct mem_cgroup *prev,
1141                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1142 {
1143         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1144         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1146         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1147
1148         if (mem_cgroup_disabled())
1149                 return NULL;
1150
1151         if (!root)
1152                 root = root_mem_cgroup;
1153
1154         if (prev && !reclaim)
1155                 pos = prev;
1156
1157         rcu_read_lock();
1158
1159         if (reclaim) {
1160                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1161
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1163                 iter = &mz->iter;
1164
1165                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1166                         goto out_unlock;
1167
1168                 while (1) {
1169                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1170                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1171                                 break;
1172                         /*
1173                          * css reference reached zero, so iter->position will
1174                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1175                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1176                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1177                          * might block it. So we clear iter->position right
1178                          * away.
1179                          */
1180                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1181                 }
1182         }
1183
1184         if (pos)
1185                 css = &pos->css;
1186
1187         for (;;) {
1188                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1189                 if (!css) {
1190                         /*
1191                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1192                          * new one might jump in right at the end of
1193                          * the hierarchy - make sure they see at least
1194                          * one group and restart from the beginning.
1195                          */
1196                         if (!prev)
1197                                 continue;
1198                         break;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1203                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1204                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1205                  */
1206                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1207
1208                 if (css == &root->css)
1209                         break;
1210
1211                 if (css_tryget(css))
1212                         break;
1213
1214                 memcg = NULL;
1215         }
1216
1217         if (reclaim) {
1218                 /*
1219                  * The position could have already been updated by a competing
1220                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1221                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1222                  */
1223                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1224
1225                 if (pos)
1226                         css_put(&pos->css);
1227
1228                 if (!memcg)
1229                         iter->generation++;
1230                 else if (!prev)
1231                         reclaim->generation = iter->generation;
1232         }
1233
1234 out_unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236         if (prev && prev != root)
1237                 css_put(&prev->css);
1238
1239         return memcg;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1244  * @root: hierarchy root
1245  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1246  */
1247 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1248                            struct mem_cgroup *prev)
1249 {
1250         if (!root)
1251                 root = root_mem_cgroup;
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254 }
1255
1256 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1257                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1258 {
1259         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         int nid;
1262
1263         for_each_node(nid) {
1264                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1265                 iter = &mz->iter;
1266                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1273         struct mem_cgroup *last;
1274
1275         do {
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1277                 last = memcg;
1278         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1279
1280         /*
1281          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1282          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1283          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1284          * dead_memcg from cgroup root separately.
1285          */
1286         if (last != root_mem_cgroup)
1287                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1288                                                 dead_memcg);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1293  * @memcg: hierarchy root
1294  * @fn: function to call for each task
1295  * @arg: argument passed to @fn
1296  *
1297  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1298  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1299  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1300  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1301  *
1302  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1303  */
1304 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1305                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1306 {
1307         struct mem_cgroup *iter;
1308         int ret = 0;
1309
1310         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1311
1312         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1313                 struct css_task_iter it;
1314                 struct task_struct *task;
1315
1316                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1317                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1318                         ret = fn(task, arg);
1319                 css_task_iter_end(&it);
1320                 if (ret) {
1321                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1329 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1330 {
1331         struct mem_cgroup *memcg;
1332
1333         if (mem_cgroup_disabled())
1334                 return;
1335
1336         memcg = page_memcg(page);
1337
1338         if (!memcg)
1339                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1340         else
1341                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1342 }
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1347  * @page: the page
1348  *
1349  * This series functions should be used in either conditions:
1350  * PageLRU is cleared or unset
1351  * or page->_refcount is zero
1352  * or page is locked.
1353  */
1354 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1355 {
1356         struct lruvec *lruvec;
1357         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1358
1359         rcu_read_lock();
1360         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1361         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1362         rcu_read_unlock();
1363
1364         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1365
1366         return lruvec;
1367 }
1368
1369 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1370 {
1371         struct lruvec *lruvec;
1372         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1373
1374         rcu_read_lock();
1375         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1376         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1377         rcu_read_unlock();
1378
1379         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1380
1381         return lruvec;
1382 }
1383
1384 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1385 {
1386         struct lruvec *lruvec;
1387         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1388
1389         rcu_read_lock();
1390         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1391         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1392         rcu_read_unlock();
1393
1394         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1395
1396         return lruvec;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1401  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1402  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1403  * @zid: zone id of the accounted pages
1404  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1405  *
1406  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1407  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1408  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1409  */
1410 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1411                                 int zid, int nr_pages)
1412 {
1413         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1414         unsigned long *lru_size;
1415         long size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1421         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1422
1423         if (nr_pages < 0)
1424                 *lru_size += nr_pages;
1425
1426         size = *lru_size;
1427         if (WARN_ONCE(size < 0,
1428                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1429                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1430                 VM_BUG_ON(1);
1431                 *lru_size = 0;
1432         }
1433
1434         if (nr_pages > 0)
1435                 *lru_size += nr_pages;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1440  * @memcg: the memory cgroup
1441  *
1442  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1443  * pages.
1444  */
1445 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         unsigned long margin = 0;
1448         unsigned long count;
1449         unsigned long limit;
1450
1451         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1452         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1453         if (count < limit)
1454                 margin = limit - count;
1455
1456         if (do_memsw_account()) {
1457                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1458                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1459                 if (count < limit)
1460                         margin = min(margin, limit - count);
1461                 else
1462                         margin = 0;
1463         }
1464
1465         return margin;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1470  *
1471  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1472  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1473  * caused by "move".
1474  */
1475 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *from;
1478         struct mem_cgroup *to;
1479         bool ret = false;
1480         /*
1481          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1482          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1483          */
1484         spin_lock(&mc.lock);
1485         from = mc.from;
1486         to = mc.to;
1487         if (!from)
1488                 goto unlock;
1489
1490         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1491                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1492 unlock:
1493         spin_unlock(&mc.lock);
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1500                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1501                         DEFINE_WAIT(wait);
1502                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1503                         /* moving charge context might have finished. */
1504                         if (mc.moving_task)
1505                                 schedule();
1506                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1507                         return true;
1508                 }
1509         }
1510         return false;
1511 }
1512
1513 struct memory_stat {
1514         const char *name;
1515         unsigned int ratio;
1516         unsigned int idx;
1517 };
1518
1519 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1520         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1521         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1522         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1523         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1524         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1525         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1526         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1527         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1528         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1529         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         /*
1532          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1533          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1534          * constant(e.g. powerpc).
1535          */
1536         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1537         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1538         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1539 #endif
1540         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1541         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1542         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1543         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1544         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1545
1546         /*
1547          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1548          * together and slab_reclaimable must be in front.
1549          */
1550         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1551         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1552
1553         /* The memory events */
1554         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1555         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1556         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1557         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1558         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1559         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1560         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1561 };
1562
1563 static int __init memory_stats_init(void)
1564 {
1565         int i;
1566
1567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1568 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1569                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1570                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1571                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1572                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1573 #endif
1574                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1575                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1576         }
1577
1578         return 0;
1579 }
1580 pure_initcall(memory_stats_init);
1581
1582 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         struct seq_buf s;
1585         int i;
1586
1587         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1588         if (!s.buffer)
1589                 return NULL;
1590
1591         /*
1592          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1593          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1594          *
1595          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1596          * 1) generic big picture -> specifics and details
1597          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1598          *
1599          * Current memory state:
1600          */
1601
1602         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1603                 u64 size;
1604
1605                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1606                 size *= memory_stats[i].ratio;
1607                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1608
1609                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1610                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1611                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1612                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1613                 }
1614         }
1615
1616         /* Accumulated memory events */
1617
1618         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1619                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1620         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1621                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1622         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1623                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1624         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1625                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1626                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1627         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1628                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1629                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1630         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1631                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1632         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1633                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1634         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1635                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1636         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1637                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1638
1639 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1640         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1641                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1642         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1643                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1644 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1645
1646         /* The above should easily fit into one page */
1647         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1648
1649         return s.buffer;
1650 }
1651
1652 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1653 /**
1654  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1655  * memory controller.
1656  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1657  * @p: Task that is going to be killed
1658  *
1659  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1660  * enabled
1661  */
1662 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1663 {
1664         rcu_read_lock();
1665
1666         if (memcg) {
1667                 pr_cont(",oom_memcg=");
1668                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1669         } else
1670                 pr_cont(",global_oom");
1671         if (p) {
1672                 pr_cont(",task_memcg=");
1673                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1674         }
1675         rcu_read_unlock();
1676 }
1677
1678 /**
1679  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1680  * memory controller.
1681  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1682  */
1683 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         char *buf;
1686
1687         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1688                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1689                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1691                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1692                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1693                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1694         else {
1695                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1696                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1697                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1698                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1699                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1700                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1701         }
1702
1703         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1704         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1705         pr_cont(":");
1706         buf = memory_stat_format(memcg);
1707         if (!buf)
1708                 return;
1709         pr_info("%s", buf);
1710         kfree(buf);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1715  */
1716 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1717 {
1718         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1719
1720         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1721                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1722                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1723                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1724         } else { /* v1 */
1725                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1726                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1727                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1728
1729                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1730                 }
1731         }
1732         return max;
1733 }
1734
1735 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         return page_counter_read(&memcg->memory);
1738 }
1739
1740 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1741                                      int order)
1742 {
1743         struct oom_control oc = {
1744                 .zonelist = NULL,
1745                 .nodemask = NULL,
1746                 .memcg = memcg,
1747                 .gfp_mask = gfp_mask,
1748                 .order = order,
1749         };
1750         bool ret = true;
1751
1752         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1753                 return true;
1754
1755         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1756                 goto unlock;
1757
1758         /*
1759          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1760          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1761          */
1762         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1763
1764 unlock:
1765         mutex_unlock(&oom_lock);
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1770                                    pg_data_t *pgdat,
1771                                    gfp_t gfp_mask,
1772                                    unsigned long *total_scanned)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1775         int total = 0;
1776         int loop = 0;
1777         unsigned long excess;
1778         unsigned long nr_scanned;
1779         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1780                 .pgdat = pgdat,
1781         };
1782
1783         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1784
1785         while (1) {
1786                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1787                 if (!victim) {
1788                         loop++;
1789                         if (loop >= 2) {
1790                                 /*
1791                                  * If we have not been able to reclaim
1792                                  * anything, it might because there are
1793                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1794                                  */
1795                                 if (!total)
1796                                         break;
1797                                 /*
1798                                  * We want to do more targeted reclaim.
1799                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1800                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1801                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1802                                  */
1803                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1804                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1805                                         break;
1806                         }
1807                         continue;
1808                 }
1809                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1810                                         pgdat, &nr_scanned);
1811                 *total_scanned += nr_scanned;
1812                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1813                         break;
1814         }
1815         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1816         return total;
1817 }
1818
1819 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1820 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1821         .name = "memcg_oom_lock",
1822 };
1823 #endif
1824
1825 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1826
1827 /*
1828  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1829  * If someone is running, return false.
1830  */
1831 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1834
1835         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1838                 if (iter->oom_lock) {
1839                         /*
1840                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1841                          * so we cannot give a lock.
1842                          */
1843                         failed = iter;
1844                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1845                         break;
1846                 } else
1847                         iter->oom_lock = true;
1848         }
1849
1850         if (failed) {
1851                 /*
1852                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1853                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1854                  */
1855                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1856                         if (iter == failed) {
1857                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1858                                 break;
1859                         }
1860                         iter->oom_lock = false;
1861                 }
1862         } else
1863                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1864
1865         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1866
1867         return !failed;
1868 }
1869
1870 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         struct mem_cgroup *iter;
1873
1874         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1875         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1876         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1877                 iter->oom_lock = false;
1878         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1879 }
1880
1881 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1882 {
1883         struct mem_cgroup *iter;
1884
1885         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1886         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1887                 iter->under_oom++;
1888         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1889 }
1890
1891 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         struct mem_cgroup *iter;
1894
1895         /*
1896          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1897          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1898          */
1899         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1900         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1901                 if (iter->under_oom > 0)
1902                         iter->under_oom--;
1903         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1904 }
1905
1906 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1907
1908 struct oom_wait_info {
1909         struct mem_cgroup *memcg;
1910         wait_queue_entry_t      wait;
1911 };
1912
1913 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1914         unsigned mode, int sync, void *arg)
1915 {
1916         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1917         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1918         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1919
1920         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1921         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1922
1923         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1924             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1925                 return 0;
1926         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1927 }
1928
1929 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         /*
1932          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1933          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1934          * this function is called as a result of userland actions
1935          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1936          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1937          * triggering notification.
1938          */
1939         if (memcg && memcg->under_oom)
1940                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1941 }
1942
1943 enum oom_status {
1944         OOM_SUCCESS,
1945         OOM_FAILED,
1946         OOM_ASYNC,
1947         OOM_SKIPPED
1948 };
1949
1950 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1951 {
1952         enum oom_status ret;
1953         bool locked;
1954
1955         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1956                 return OOM_SKIPPED;
1957
1958         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1959
1960         /*
1961          * We are in the middle of the charge context here, so we
1962          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1963          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1964          *
1965          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1966          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1967          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1968          * released.
1969          *
1970          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1971          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1972          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1973          * invoke the oom killer here.
1974          *
1975          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1976          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1977          */
1978         if (memcg->oom_kill_disable) {
1979                 if (!current->in_user_fault)
1980                         return OOM_SKIPPED;
1981                 css_get(&memcg->css);
1982                 current->memcg_in_oom = memcg;
1983                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1984                 current->memcg_oom_order = order;
1985
1986                 return OOM_ASYNC;
1987         }
1988
1989         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1990
1991         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1992
1993         if (locked)
1994                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1995
1996         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1997         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1998                 ret = OOM_SUCCESS;
1999         else
2000                 ret = OOM_FAILED;
2001
2002         if (locked)
2003                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2004
2005         return ret;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2010  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2011  *
2012  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2013  * handler was enabled.
2014  *
2015  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2016  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2017  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2018  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2019  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2020  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2021  *
2022  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2023  * completed, %false otherwise.
2024  */
2025 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2028         struct oom_wait_info owait;
2029         bool locked;
2030
2031         /* OOM is global, do not handle */
2032         if (!memcg)
2033                 return false;
2034
2035         if (!handle)
2036                 goto cleanup;
2037
2038         owait.memcg = memcg;
2039         owait.wait.flags = 0;
2040         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2041         owait.wait.private = current;
2042         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2043
2044         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2045         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2046
2047         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2048
2049         if (locked)
2050                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2051
2052         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2053                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2054                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2055                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2056                                          current->memcg_oom_order);
2057         } else {
2058                 schedule();
2059                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2060                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2061         }
2062
2063         if (locked) {
2064                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2065                 /*
2066                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2067                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2068                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2069                  */
2070                 memcg_oom_recover(memcg);
2071         }
2072 cleanup:
2073         current->memcg_in_oom = NULL;
2074         css_put(&memcg->css);
2075         return true;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2080  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2081  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2082  *
2083  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2084  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2085  *
2086  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2087  */
2088 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2089                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2090 {
2091         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2092         struct mem_cgroup *memcg;
2093
2094         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (!oom_domain)
2098                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2099
2100         rcu_read_lock();
2101
2102         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2103         if (memcg == root_mem_cgroup)
2104                 goto out;
2105
2106         /*
2107          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2108          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2109          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2110          */
2111         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2112                 goto out;
2113
2114         /*
2115          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2116          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2117          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2118          */
2119         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2120                 if (memcg->oom_group)
2121                         oom_group = memcg;
2122
2123                 if (memcg == oom_domain)
2124                         break;
2125         }
2126
2127         if (oom_group)
2128                 css_get(&oom_group->css);
2129 out:
2130         rcu_read_unlock();
2131
2132         return oom_group;
2133 }
2134
2135 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2136 {
2137         pr_info("Tasks in ");
2138         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2139         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2140 }
2141
2142 /**
2143  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2144  * @page: the page
2145  *
2146  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2147  * another cgroup.
2148  *
2149  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2150  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2151  * when @page might get freed inside the locked section.
2152  */
2153 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2154 {
2155         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2156         struct mem_cgroup *memcg;
2157         unsigned long flags;
2158
2159         /*
2160          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2161          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2162          * because page moving starts with an RCU grace period.
2163          *
2164          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2165          * the page state that is going to change is the only thing
2166          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2167          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2168          * keep off truncation, migration and so forth.
2169          */
2170         rcu_read_lock();
2171
2172         if (mem_cgroup_disabled())
2173                 return NULL;
2174 again:
2175         memcg = page_memcg(head);
2176         if (unlikely(!memcg))
2177                 return NULL;
2178
2179 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2180         local_irq_save(flags);
2181         might_lock(&memcg->move_lock);
2182         local_irq_restore(flags);
2183 #endif
2184
2185         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2186                 return memcg;
2187
2188         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2189         if (memcg != page_memcg(head)) {
2190                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2191                 goto again;
2192         }
2193
2194         /*
2195          * When charge migration first begins, we can have locked and
2196          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2197          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2198          */
2199         memcg->move_lock_task = current;
2200         memcg->move_lock_flags = flags;
2201
2202         return memcg;
2203 }
2204 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2205
2206 /**
2207  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2208  * @memcg: the memcg
2209  *
2210  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2211  */
2212 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2213 {
2214         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2215                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2216
2217                 memcg->move_lock_task = NULL;
2218                 memcg->move_lock_flags = 0;
2219
2220                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2221         }
2222
2223         rcu_read_unlock();
2224 }
2225
2226 /**
2227  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2228  * @page: the page
2229  */
2230 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2231 {
2232         struct page *head = compound_head(page);
2233
2234         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2237
2238 struct memcg_stock_pcp {
2239         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2240         unsigned int nr_pages;
2241
2242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2243         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2244         unsigned int nr_bytes;
2245 #endif
2246
2247         struct work_struct work;
2248         unsigned long flags;
2249 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2250 };
2251 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2252 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2253
2254 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2255 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2256 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2257                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2258
2259 #else
2260 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2261 {
2262 }
2263 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2264                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2265 {
2266         return false;
2267 }
2268 #endif
2269
2270 /**
2271  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2272  * @memcg: memcg to consume from.
2273  * @nr_pages: how many pages to charge.
2274  *
2275  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2276  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2277  * service an allocation will refill the stock.
2278  *
2279  * returns true if successful, false otherwise.
2280  */
2281 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2282 {
2283         struct memcg_stock_pcp *stock;
2284         unsigned long flags;
2285         bool ret = false;
2286
2287         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2288                 return ret;
2289
2290         local_irq_save(flags);
2291
2292         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2293         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2294                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2295                 ret = true;
2296         }
2297
2298         local_irq_restore(flags);
2299
2300         return ret;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2305  */
2306 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2307 {
2308         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2309
2310         if (!old)
2311                 return;
2312
2313         if (stock->nr_pages) {
2314                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2315                 if (do_memsw_account())
2316                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2317                 stock->nr_pages = 0;
2318         }
2319
2320         css_put(&old->css);
2321         stock->cached = NULL;
2322 }
2323
2324 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2325 {
2326         struct memcg_stock_pcp *stock;
2327         unsigned long flags;
2328
2329         /*
2330          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2331          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2332          */
2333         local_irq_save(flags);
2334
2335         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2336         drain_obj_stock(stock);
2337         drain_stock(stock);
2338         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2339
2340         local_irq_restore(flags);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2345  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2346  */
2347 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2348 {
2349         struct memcg_stock_pcp *stock;
2350         unsigned long flags;
2351
2352         local_irq_save(flags);
2353
2354         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2355         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2356                 drain_stock(stock);
2357                 css_get(&memcg->css);
2358                 stock->cached = memcg;
2359         }
2360         stock->nr_pages += nr_pages;
2361
2362         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2363                 drain_stock(stock);
2364
2365         local_irq_restore(flags);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2370  * of the hierarchy under it.
2371  */
2372 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2373 {
2374         int cpu, curcpu;
2375
2376         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2377         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2378                 return;
2379         /*
2380          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2381          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2382          * as well as workers from this path always operate on the local
2383          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2384          */
2385         curcpu = get_cpu();
2386         for_each_online_cpu(cpu) {
2387                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2388                 struct mem_cgroup *memcg;
2389                 bool flush = false;
2390
2391                 rcu_read_lock();
2392                 memcg = stock->cached;
2393                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2394                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2395                         flush = true;
2396                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2397                         flush = true;
2398                 rcu_read_unlock();
2399
2400                 if (flush &&
2401                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2402                         if (cpu == curcpu)
2403                                 drain_local_stock(&stock->work);
2404                         else
2405                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2406                 }
2407         }
2408         put_cpu();
2409         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2410 }
2411
2412 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2413 {
2414         struct memcg_stock_pcp *stock;
2415         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2416
2417         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2418         drain_stock(stock);
2419
2420         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2421                 int i;
2422
2423                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2424                         int nid;
2425                         long x;
2426
2427                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2428                         if (x)
2429                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2430                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2431
2432                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2433                                 continue;
2434
2435                         for_each_node(nid) {
2436                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2437
2438                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2439                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2440                                 if (x)
2441                                         do {
2442                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2443                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2448                         long x;
2449
2450                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2451                         if (x)
2452                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2453                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2454                 }
2455         }
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                   unsigned int nr_pages,
2462                                   gfp_t gfp_mask)
2463 {
2464         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2465
2466         do {
2467                 unsigned long pflags;
2468
2469                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2470                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2471                         continue;
2472
2473                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2474
2475                 psi_memstall_enter(&pflags);
2476                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2477                                                              gfp_mask, true);
2478                 psi_memstall_leave(&pflags);
2479         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2480                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2481
2482         return nr_reclaimed;
2483 }
2484
2485 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2486 {
2487         struct mem_cgroup *memcg;
2488
2489         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2490         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2495  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2496  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2497  */
2498 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2499
2500 /*
2501  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2502  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2503  * below.
2504  *
2505  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2506  *   overage ratio to a delay.
2507  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2508  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2509  *   to produce a reasonable delay curve.
2510  *
2511  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2512  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2513  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2514  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2515  * example, with a high of 100 megabytes:
2516  *
2517  *  +-------+------------------------+
2518  *  | usage | time to allocate in ms |
2519  *  +-------+------------------------+
2520  *  | 100M  |                      0 |
2521  *  | 101M  |                      6 |
2522  *  | 102M  |                     25 |
2523  *  | 103M  |                     57 |
2524  *  | 104M  |                    102 |
2525  *  | 105M  |                    159 |
2526  *  | 106M  |                    230 |
2527  *  | 107M  |                    313 |
2528  *  | 108M  |                    409 |
2529  *  | 109M  |                    518 |
2530  *  | 110M  |                    639 |
2531  *  | 111M  |                    774 |
2532  *  | 112M  |                    921 |
2533  *  | 113M  |                   1081 |
2534  *  | 114M  |                   1254 |
2535  *  | 115M  |                   1439 |
2536  *  | 116M  |                   1638 |
2537  *  | 117M  |                   1849 |
2538  *  | 118M  |                   2000 |
2539  *  | 119M  |                   2000 |
2540  *  | 120M  |                   2000 |
2541  *  +-------+------------------------+
2542  */
2543  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2544  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2545
2546 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2547 {
2548         u64 overage;
2549
2550         if (usage <= high)
2551                 return 0;
2552
2553         /*
2554          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2555          * it was a threshold of 1 page
2556          */
2557         high = max(high, 1UL);
2558
2559         overage = usage - high;
2560         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2561         return div64_u64(overage, high);
2562 }
2563
2564 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         u64 overage, max_overage = 0;
2567
2568         do {
2569                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2570                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2571                 max_overage = max(overage, max_overage);
2572         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2573                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2574
2575         return max_overage;
2576 }
2577
2578 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2579 {
2580         u64 overage, max_overage = 0;
2581
2582         do {
2583                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2584                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2585                 if (overage)
2586                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2587                 max_overage = max(overage, max_overage);
2588         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2589                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2590
2591         return max_overage;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2596  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2597  */
2598 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2599                                           unsigned int nr_pages,
2600                                           u64 max_overage)
2601 {
2602         unsigned long penalty_jiffies;
2603
2604         if (!max_overage)
2605                 return 0;
2606
2607         /*
2608          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2609          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2610          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2611          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2612          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2613          * overage amount.
2614          */
2615         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2616         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2617         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2618
2619         /*
2620          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2621          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2622          * 4N-sized allocation.
2623          *
2624          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2625          * larger the current charge patch is than that.
2626          */
2627         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2632  * and reclaims memory over the high limit.
2633  */
2634 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2635 {
2636         unsigned long penalty_jiffies;
2637         unsigned long pflags;
2638         unsigned long nr_reclaimed;
2639         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2640         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2641         struct mem_cgroup *memcg;
2642         bool in_retry = false;
2643
2644         if (likely(!nr_pages))
2645                 return;
2646
2647         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2648         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2649
2650 retry_reclaim:
2651         /*
2652          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2653          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2654          * or breaching resource isolation.
2655          *
2656          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2657          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2658          * allocator run every time an allocation is made.
2659          */
2660         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2661                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2662                                     GFP_KERNEL);
2663
2664         /*
2665          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2666          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2667          */
2668         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2669                                                mem_find_max_overage(memcg));
2670
2671         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2672                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2673
2674         /*
2675          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2676          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2677          * extremely slowly.
2678          */
2679         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2680
2681         /*
2682          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2683          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2684          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2685          * been aggressively reclaimed enough yet.
2686          */
2687         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2688                 goto out;
2689
2690         /*
2691          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2692          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2693          * throttling.
2694          */
2695         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2696                 in_retry = true;
2697                 goto retry_reclaim;
2698         }
2699
2700         /*
2701          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2702          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2703          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2704          */
2705         psi_memstall_enter(&pflags);
2706         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2707         psi_memstall_leave(&pflags);
2708
2709 out:
2710         css_put(&memcg->css);
2711 }
2712
2713 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2714                       unsigned int nr_pages)
2715 {
2716         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2717         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2718         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2719         struct page_counter *counter;
2720         enum oom_status oom_status;
2721         unsigned long nr_reclaimed;
2722         bool may_swap = true;
2723         bool drained = false;
2724         unsigned long pflags;
2725
2726         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2727                 return 0;
2728 retry:
2729         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2730                 return 0;
2731
2732         if (!do_memsw_account() ||
2733             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2734                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2735                         goto done_restock;
2736                 if (do_memsw_account())
2737                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2738                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2739         } else {
2740                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2741                 may_swap = false;
2742         }
2743
2744         if (batch > nr_pages) {
2745                 batch = nr_pages;
2746                 goto retry;
2747         }
2748
2749         /*
2750          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2751          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2752          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2753          * and let these go through as privileged allocations.
2754          */
2755         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2756                 goto force;
2757
2758         /*
2759          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2760          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2761          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2762          * free their memory.
2763          */
2764         if (unlikely(should_force_charge()))
2765                 goto force;
2766
2767         /*
2768          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2769          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2770          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2771          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2772          */
2773         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2774                 goto force;
2775
2776         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2777                 goto nomem;
2778
2779         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2780                 goto nomem;
2781
2782         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2783
2784         psi_memstall_enter(&pflags);
2785         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2786                                                     gfp_mask, may_swap);
2787         psi_memstall_leave(&pflags);
2788
2789         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2790                 goto retry;
2791
2792         if (!drained) {
2793                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2794                 drained = true;
2795                 goto retry;
2796         }
2797
2798         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2799                 goto nomem;
2800         /*
2801          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2802          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2803          * before killing the task.
2804          *
2805          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2806          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2807          * to regular pages anyway in case of failure.
2808          */
2809         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2810                 goto retry;
2811         /*
2812          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2813          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2814          */
2815         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2816                 goto retry;
2817
2818         if (nr_retries--)
2819                 goto retry;
2820
2821         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2822                 goto nomem;
2823
2824         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2825                 goto force;
2826
2827         if (fatal_signal_pending(current))
2828                 goto force;
2829
2830         /*
2831          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2832          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2833          * couldn't make any progress.
2834          */
2835         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2836                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2837         switch (oom_status) {
2838         case OOM_SUCCESS:
2839                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2840                 goto retry;
2841         case OOM_FAILED:
2842                 goto force;
2843         default:
2844                 goto nomem;
2845         }
2846 nomem:
2847         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2848                 return -ENOMEM;
2849 force:
2850         /*
2851          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2852          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2853          * temporarily by force charging it.
2854          */
2855         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2856         if (do_memsw_account())
2857                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2858
2859         return 0;
2860
2861 done_restock:
2862         if (batch > nr_pages)
2863                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2864
2865         /*
2866          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2867          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2868          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2869          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2870          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2871          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2872          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2873          */
2874         do {
2875                 bool mem_high, swap_high;
2876
2877                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2878                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2879                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2880                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2881
2882                 /* Don't bother a random interrupted task */
2883                 if (in_interrupt()) {
2884                         if (mem_high) {
2885                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2886                                 break;
2887                         }
2888                         continue;
2889                 }
2890
2891                 if (mem_high || swap_high) {
2892                         /*
2893                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2894                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2895                          * of the memory or swap footprints.
2896                          *
2897                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2898                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2899                          * based on how much each task is actually allocating.
2900                          */
2901                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2902                         set_notify_resume(current);
2903                         break;
2904                 }
2905         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2906
2907         return 0;
2908 }
2909
2910 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2911 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2912 {
2913         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2914                 return;
2915
2916         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2917         if (do_memsw_account())
2918                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2919 }
2920 #endif
2921
2922 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2925         /*
2926          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2927          *
2928          * - the page lock
2929          * - LRU isolation
2930          * - lock_page_memcg()
2931          * - exclusive reference
2932          */
2933         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2934 }
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2938                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2939 {
2940         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2941         unsigned long memcg_data;
2942         void *vec;
2943
2944         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2945                            page_to_nid(page));
2946         if (!vec)
2947                 return -ENOMEM;
2948
2949         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2950         if (new_page) {
2951                 /*
2952                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2953                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2954                  * memcg_data can be simply assigned.
2955                  */
2956                 page->memcg_data = memcg_data;
2957         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2958                 /*
2959                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2960                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2961                  * objcg vector should be reused.
2962                  */
2963                 kfree(vec);
2964                 return 0;
2965         }
2966
2967         kmemleak_not_leak(vec);
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2973  *
2974  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2975  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2976  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2977  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2978  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2979  *
2980  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2981  * cgroup_mutex, etc.
2982  */
2983 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2984 {
2985         struct page *page;
2986
2987         if (mem_cgroup_disabled())
2988                 return NULL;
2989
2990         page = virt_to_head_page(p);
2991
2992         /*
2993          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2994          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2995          * the page->obj_cgroups.
2996          */
2997         if (page_objcgs_check(page)) {
2998                 struct obj_cgroup *objcg;
2999                 unsigned int off;
3000
3001                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
3002                 objcg = page_objcgs(page)[off];
3003                 if (objcg)
3004                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
3005
3006                 return NULL;
3007         }
3008
3009         /*
3010          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
3011          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
3012          * at that moment, but it can be set concurrently.
3013          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
3014          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3015          */
3016         return page_memcg_check(page);
3017 }
3018
3019 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3020 {
3021         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3022         struct mem_cgroup *memcg;
3023
3024         if (memcg_kmem_bypass())
3025                 return NULL;
3026
3027         rcu_read_lock();
3028         if (unlikely(active_memcg()))
3029                 memcg = active_memcg();
3030         else
3031                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3032
3033         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3034                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3035                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3036                         break;
3037                 objcg = NULL;
3038         }
3039         rcu_read_unlock();
3040
3041         return objcg;
3042 }
3043
3044 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3045 {
3046         int id, size;
3047         int err;
3048
3049         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3050                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3051         if (id < 0)
3052                 return id;
3053
3054         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3055                 return id;
3056
3057         /*
3058          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3059          * so we have to grow them.
3060          */
3061         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3062
3063         size = 2 * (id + 1);
3064         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3065                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3066         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3067                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3068
3069         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3070         if (!err)
3071                 memcg_nr_cache_ids = size;
3072
3073         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3074
3075         if (err) {
3076                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3077                 return err;
3078         }
3079         return id;
3080 }
3081
3082 static void memcg_free_cache_id(int id)
3083 {
3084         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3085 }
3086
3087 /**
3088  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3089  * @memcg: memory cgroup to charge
3090  * @gfp: reclaim mode
3091  * @nr_pages: number of pages to charge
3092  *
3093  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3094  */
3095 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3096                         unsigned int nr_pages)
3097 {
3098         struct page_counter *counter;
3099         int ret;
3100
3101         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3102         if (ret)
3103                 return ret;
3104
3105         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3106             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3107
3108                 /*
3109                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3110                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3111                  * handling code.
3112                  */
3113                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3114                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3115                         return 0;
3116                 }
3117                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3118                 return -ENOMEM;
3119         }
3120         return 0;
3121 }
3122
3123 /**
3124  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3125  * @memcg: memcg to uncharge
3126  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3127  */
3128 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3129 {
3130         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3131                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3132
3133         refill_stock(memcg, nr_pages);
3134 }
3135
3136 /**
3137  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3138  * @page: page to charge
3139  * @gfp: reclaim mode
3140  * @order: allocation order
3141  *
3142  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3143  */
3144 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3145 {
3146         struct mem_cgroup *memcg;
3147         int ret = 0;
3148
3149         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3150         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3151                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3152                 if (!ret) {
3153                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3154                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3155                         return 0;
3156                 }
3157                 css_put(&memcg->css);
3158         }
3159         return ret;
3160 }
3161
3162 /**
3163  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3164  * @page: page to uncharge
3165  * @order: allocation order
3166  */
3167 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3168 {
3169         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3170         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3171
3172         if (!memcg)
3173                 return;
3174
3175         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3176         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3177         page->memcg_data = 0;
3178         css_put(&memcg->css);
3179 }
3180
3181 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3182 {
3183         struct memcg_stock_pcp *stock;
3184         unsigned long flags;
3185         bool ret = false;
3186
3187         local_irq_save(flags);
3188
3189         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3190         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3191                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3192                 ret = true;
3193         }
3194
3195         local_irq_restore(flags);
3196
3197         return ret;
3198 }
3199
3200 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3201 {
3202         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3203
3204         if (!old)
3205                 return;
3206
3207         if (stock->nr_bytes) {
3208                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3209                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3210
3211                 if (nr_pages) {
3212                         rcu_read_lock();
3213                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3214                         rcu_read_unlock();
3215                 }
3216
3217                 /*
3218                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3219                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3220                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3221                  * refill_obj_stock().
3222                  *
3223                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3224                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3225                  * so it might be changed in the future.
3226                  */
3227                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3228                 stock->nr_bytes = 0;
3229         }
3230
3231         obj_cgroup_put(old);
3232         stock->cached_objcg = NULL;
3233 }
3234
3235 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3236                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3237 {
3238         struct mem_cgroup *memcg;
3239
3240         if (stock->cached_objcg) {
3241                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3242                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3243                         return true;
3244         }
3245
3246         return false;
3247 }
3248
3249 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3250 {
3251         struct memcg_stock_pcp *stock;
3252         unsigned long flags;
3253
3254         local_irq_save(flags);
3255
3256         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3257         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3258                 drain_obj_stock(stock);
3259                 obj_cgroup_get(objcg);
3260                 stock->cached_objcg = objcg;
3261                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3262         }
3263         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3264
3265         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3266                 drain_obj_stock(stock);
3267
3268         local_irq_restore(flags);
3269 }
3270
3271 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3272 {
3273         struct mem_cgroup *memcg;
3274         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3275         int ret;
3276
3277         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3278                 return 0;
3279
3280         /*
3281          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3282          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3283          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3284          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3285          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3286          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3287          * refill_obj_stock(), called from this function or
3288          * independently later.
3289          */
3290         rcu_read_lock();
3291 retry:
3292         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3293         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3294                 goto retry;
3295         rcu_read_unlock();
3296
3297         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3298         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3299
3300         if (nr_bytes)
3301                 nr_pages += 1;
3302
3303         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3304         if (!ret && nr_bytes)
3305                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3306
3307         css_put(&memcg->css);
3308         return ret;
3309 }
3310
3311 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3312 {
3313         refill_obj_stock(objcg, size);
3314 }
3315
3316 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3317
3318 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3319 /*
3320  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3321  */
3322 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3323 {
3324         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3325         int i;
3326
3327         if (mem_cgroup_disabled())
3328                 return;
3329
3330         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3331                 css_get(&memcg->css);
3332                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3333         }
3334 }
3335 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3336
3337 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3338 /**
3339  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3340  * @entry: swap entry to be moved
3341  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3342  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3343  *
3344  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3345  * as the mem_cgroup's id of @from.
3346  *
3347  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3348  *
3349  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3350  * both res and memsw, and called css_get().
3351  */
3352 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3353                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3354 {
3355         unsigned short old_id, new_id;
3356
3357         old_id = mem_cgroup_id(from);
3358         new_id = mem_cgroup_id(to);
3359
3360         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3361                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3362                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3363                 return 0;
3364         }
3365         return -EINVAL;
3366 }
3367 #else
3368 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3369                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3370 {
3371         return -EINVAL;
3372 }
3373 #endif
3374
3375 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3376
3377 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3378                                  unsigned long max, bool memsw)
3379 {
3380         bool enlarge = false;
3381         bool drained = false;
3382         int ret;
3383         bool limits_invariant;
3384         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3385
3386         do {
3387                 if (signal_pending(current)) {
3388                         ret = -EINTR;
3389                         break;
3390                 }
3391
3392                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3393                 /*
3394                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3395                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3396                  */
3397                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3398                                            max <= memcg->memsw.max;
3399                 if (!limits_invariant) {
3400                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3401                         ret = -EINVAL;
3402                         break;
3403                 }
3404                 if (max > counter->max)
3405                         enlarge = true;
3406                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3407                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3408
3409                 if (!ret)
3410                         break;
3411
3412                 if (!drained) {
3413                         drain_all_stock(memcg);
3414                         drained = true;
3415                         continue;
3416                 }
3417
3418                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3419                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3420                         ret = -EBUSY;
3421                         break;
3422                 }
3423         } while (true);
3424
3425         if (!ret && enlarge)
3426                 memcg_oom_recover(memcg);
3427
3428         return ret;
3429 }
3430
3431 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3432                                             gfp_t gfp_mask,
3433                                             unsigned long *total_scanned)
3434 {
3435         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3436         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3437         unsigned long reclaimed;
3438         int loop = 0;
3439         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3440         unsigned long excess;
3441         unsigned long nr_scanned;
3442
3443         if (order > 0)
3444                 return 0;
3445
3446         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3447
3448         /*
3449          * Do not even bother to check the largest node if the root
3450          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3451          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3452          */
3453         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3454                 return 0;
3455
3456         /*
3457          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3458          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3459          * pressure
3460          */
3461         do {
3462                 if (next_mz)
3463                         mz = next_mz;
3464                 else
3465                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3466                 if (!mz)
3467                         break;
3468
3469                 nr_scanned = 0;
3470                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3471                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3472                 nr_reclaimed += reclaimed;
3473                 *total_scanned += nr_scanned;
3474                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3475                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3476
3477                 /*
3478                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3479                  * it is time to move on to the next cgroup
3480                  */
3481                 next_mz = NULL;
3482                 if (!reclaimed)
3483                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3484
3485                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3486                 /*
3487                  * One school of thought says that we should not add
3488                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3489                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3490                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3491                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3492                  * term TODO.
3493                  */
3494                 /* If excess == 0, no tree ops */
3495                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3496                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3497                 css_put(&mz->memcg->css);
3498                 loop++;
3499                 /*
3500                  * Could not reclaim anything and there are no more
3501                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3502                  * reclaiming anything.
3503                  */
3504                 if (!nr_reclaimed &&
3505                         (next_mz == NULL ||
3506                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3507                         break;
3508         } while (!nr_reclaimed);
3509         if (next_mz)
3510                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3511         return nr_reclaimed;
3512 }
3513
3514 /*
3515  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3516  *
3517  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3518  */
3519 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3520 {
3521         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3522
3523         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3524         lru_add_drain_all();
3525
3526         drain_all_stock(memcg);
3527
3528         /* try to free all pages in this cgroup */
3529         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3530                 int progress;
3531
3532                 if (signal_pending(current))
3533                         return -EINTR;
3534
3535                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3536                                                         GFP_KERNEL, true);
3537                 if (!progress) {
3538                         nr_retries--;
3539                         /* maybe some writeback is necessary */
3540                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3541                 }
3542
3543         }
3544
3545         return 0;
3546 }
3547
3548 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3549                                             char *buf, size_t nbytes,
3550                                             loff_t off)
3551 {
3552         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3553
3554         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3555                 return -EINVAL;
3556         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3557 }
3558
3559 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3560                                      struct cftype *cft)
3561 {
3562         return 1;
3563 }
3564
3565 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3566                                       struct cftype *cft, u64 val)
3567 {
3568         if (val == 1)
3569                 return 0;
3570
3571         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3572                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3573                      "depend on this functionality.\n");
3574
3575         return -EINVAL;
3576 }
3577
3578 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3579 {
3580         unsigned long val;
3581
3582         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3583                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3584                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3585                 if (swap)
3586                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3587         } else {
3588                 if (!swap)
3589                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3590                 else
3591                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3592         }
3593         return val;
3594 }
3595
3596 enum {
3597         RES_USAGE,
3598         RES_LIMIT,
3599         RES_MAX_USAGE,
3600         RES_FAILCNT,
3601         RES_SOFT_LIMIT,
3602 };
3603
3604 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3605                                struct cftype *cft)
3606 {
3607         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3608         struct page_counter *counter;
3609
3610         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3611         case _MEM:
3612                 counter = &memcg->memory;
3613                 break;
3614         case _MEMSWAP:
3615                 counter = &memcg->memsw;
3616                 break;
3617         case _KMEM:
3618                 counter = &memcg->kmem;
3619                 break;
3620         case _TCP:
3621                 counter = &memcg->tcpmem;
3622                 break;
3623         default:
3624                 BUG();
3625         }
3626
3627         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3628         case RES_USAGE:
3629                 if (counter == &memcg->memory)
3630                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3631                 if (counter == &memcg->memsw)
3632                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3633                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3634         case RES_LIMIT:
3635                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3636         case RES_MAX_USAGE:
3637                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3638         case RES_FAILCNT:
3639                 return counter->failcnt;
3640         case RES_SOFT_LIMIT:
3641                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3642         default:
3643                 BUG();
3644         }
3645 }
3646
3647 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3648 {
3649         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3650         struct mem_cgroup *mi;
3651         int node, cpu, i;
3652
3653         for_each_online_cpu(cpu)
3654                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3655                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3656
3657         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3658                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3659                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3660
3661         for_each_node(node) {
3662                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3663                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3664
3665                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3666                         stat[i] = 0;
3667
3668                 for_each_online_cpu(cpu)
3669                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3670                                 stat[i] += per_cpu(
3671                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3672
3673                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3674                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3675                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3676         }
3677 }
3678
3679 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3680 {
3681         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3682         struct mem_cgroup *mi;
3683         int cpu, i;
3684
3685         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3686                 events[i] = 0;
3687
3688         for_each_online_cpu(cpu)
3689                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3690                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3691                                              cpu);
3692
3693         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3694                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3695                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3696 }
3697
3698 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3699 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3700 {
3701         struct obj_cgroup *objcg;
3702         int memcg_id;
3703
3704         if (cgroup_memory_nokmem)
3705                 return 0;
3706
3707         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3708         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3709
3710         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3711         if (memcg_id < 0)
3712                 return memcg_id;
3713
3714         objcg = obj_cgroup_alloc();
3715         if (!objcg) {
3716                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3717                 return -ENOMEM;
3718         }
3719         objcg->memcg = memcg;
3720         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3721
3722         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3723
3724         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3725         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3726
3727         return 0;
3728 }
3729
3730 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3731 {
3732         struct cgroup_subsys_state *css;
3733         struct mem_cgroup *parent, *child;
3734         int kmemcg_id;
3735
3736         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3737                 return;
3738
3739         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3740
3741         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3742         if (!parent)
3743                 parent = root_mem_cgroup;
3744
3745         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3746
3747         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3748         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3749
3750         /*
3751          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3752          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3753          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3754          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3755          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3756          * memcg_drain_all_list_lrus().
3757          */
3758         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3759         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3760                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3761                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3762                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3763         }
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3767
3768         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3769 }
3770
3771 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3772 {
3773         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3774         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3775                 memcg_offline_kmem(memcg);
3776 }
3777 #else
3778 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780         return 0;
3781 }
3782 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784 }
3785 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3786 {
3787 }
3788 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3789
3790 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3791                                  unsigned long max)
3792 {
3793         int ret;
3794
3795         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3796         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3797         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3798         return ret;
3799 }
3800
3801 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3802 {
3803         int ret;
3804
3805         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3806
3807         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3808         if (ret)
3809                 goto out;
3810
3811         if (!memcg->tcpmem_active) {
3812                 /*
3813                  * The active flag needs to be written after the static_key
3814                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3815                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3816                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3817                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3818                  *
3819                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3820                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3821                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3822                  * yet, we'll lose accounting.
3823                  *
3824                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3825                  * because when this value change, the code to process it is not
3826                  * patched in yet.
3827                  */
3828                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3829                 memcg->tcpmem_active = true;
3830         }
3831 out:
3832         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3833         return ret;
3834 }
3835
3836 /*
3837  * The user of this function is...
3838  * RES_LIMIT.
3839  */
3840 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3841                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3842 {
3843         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3844         unsigned long nr_pages;
3845         int ret;
3846
3847         buf = strstrip(buf);
3848         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3849         if (ret)
3850                 return ret;
3851
3852         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3853         case RES_LIMIT:
3854                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3855                         ret = -EINVAL;
3856                         break;
3857                 }
3858                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3859                 case _MEM:
3860                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3861                         break;
3862                 case _MEMSWAP:
3863                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3864                         break;
3865                 case _KMEM:
3866                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3867                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3868                                      "depend on this functionality.\n");
3869                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3870                         break;
3871                 case _TCP:
3872                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3873                         break;
3874                 }
3875                 break;
3876         case RES_SOFT_LIMIT:
3877                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3878                 ret = 0;
3879                 break;
3880         }
3881         return ret ?: nbytes;
3882 }
3883
3884 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3885                                 size_t nbytes, loff_t off)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3888         struct page_counter *counter;
3889
3890         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3891         case _MEM:
3892                 counter = &memcg->memory;
3893                 break;
3894         case _MEMSWAP:
3895                 counter = &memcg->memsw;
3896                 break;
3897         case _KMEM:
3898                 counter = &memcg->kmem;
3899                 break;
3900         case _TCP:
3901                 counter = &memcg->tcpmem;
3902                 break;
3903         default:
3904                 BUG();
3905         }
3906
3907         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3908         case RES_MAX_USAGE:
3909                 page_counter_reset_watermark(counter);
3910                 break;
3911         case RES_FAILCNT:
3912                 counter->failcnt = 0;
3913                 break;
3914         default:
3915                 BUG();
3916         }
3917
3918         return nbytes;
3919 }
3920
3921 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3922                                         struct cftype *cft)
3923 {
3924         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3925 }
3926
3927 #ifdef CONFIG_MMU
3928 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3929                                         struct cftype *cft, u64 val)
3930 {
3931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3932
3933         if (val & ~MOVE_MASK)
3934                 return -EINVAL;
3935
3936         /*
3937          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3938          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3939          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3940          * affect task migrations starting after the change.
3941          */
3942         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3943         return 0;
3944 }
3945 #else
3946 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3947                                         struct cftype *cft, u64 val)
3948 {
3949         return -ENOSYS;
3950 }
3951 #endif
3952
3953 #ifdef CONFIG_NUMA
3954
3955 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3956 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3957 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3958
3959 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3960                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3961 {
3962         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3963         unsigned long nr = 0;
3964         enum lru_list lru;
3965
3966         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3967
3968         for_each_lru(lru) {
3969                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3970                         continue;
3971                 if (tree)
3972                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3973                 else
3974                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3975         }
3976         return nr;
3977 }
3978
3979 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3980                                              unsigned int lru_mask,
3981                                              bool tree)
3982 {
3983         unsigned long nr = 0;
3984         enum lru_list lru;
3985
3986         for_each_lru(lru) {
3987                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3988                         continue;
3989                 if (tree)
3990                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3991                 else
3992                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3993         }
3994         return nr;
3995 }
3996
3997 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3998 {
3999         struct numa_stat {
4000                 const char *name;
4001                 unsigned int lru_mask;
4002         };
4003
4004         static const struct numa_stat stats[] = {
4005                 { "total", LRU_ALL },
4006                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4007                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4008                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4009         };
4010         const struct numa_stat *stat;
4011         int nid;
4012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4013
4014         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4015                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4016                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4017                                                    false));
4018                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4019                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4020                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4021                                                         stat->lru_mask, false));
4022                 seq_putc(m, '\n');
4023         }
4024
4025         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4026
4027                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4028                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4029                                                    true));
4030                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4031                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4032                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4033                                                         stat->lru_mask, true));
4034                 seq_putc(m, '\n');
4035         }
4036
4037         return 0;
4038 }
4039 #endif /* CONFIG_NUMA */
4040
4041 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4042         NR_FILE_PAGES,
4043         NR_ANON_MAPPED,
4044 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4045         NR_ANON_THPS,
4046 #endif
4047         NR_SHMEM,
4048         NR_FILE_MAPPED,
4049         NR_FILE_DIRTY,
4050         NR_WRITEBACK,
4051         MEMCG_SWAP,
4052 };
4053
4054 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4055         "cache",
4056         "rss",
4057 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4058         "rss_huge",
4059 #endif
4060         "shmem",
4061         "mapped_file",
4062         "dirty",
4063         "writeback",
4064         "swap",
4065 };
4066
4067 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4068 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4069         PGPGIN,
4070         PGPGOUT,
4071         PGFAULT,
4072         PGMAJFAULT,
4073 };
4074
4075 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4076 {
4077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4078         unsigned long memory, memsw;
4079         struct mem_cgroup *mi;
4080         unsigned int i;
4081
4082         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4083
4084         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4085                 unsigned long nr;
4086
4087                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4088                         continue;
4089                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4090 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4091                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4092                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4093 #endif
4094                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4095         }
4096
4097         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4098                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4099                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4100
4101         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4102                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4103                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4104                            PAGE_SIZE);
4105
4106         /* Hierarchical information */
4107         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4108         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4109                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4110                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4111         }
4112         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4113                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4114         if (do_memsw_account())
4115                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4116                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4117
4118         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4119                 unsigned long nr;
4120
4121                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4122                         continue;
4123                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4124 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4125                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4126                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4127 #endif
4128                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4129                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4130         }
4131
4132         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4133                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4134                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4135                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4136
4137         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4138                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4139                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4140                            PAGE_SIZE);
4141
4142 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4143         {
4144                 pg_data_t *pgdat;
4145                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4146                 unsigned long anon_cost = 0;
4147                 unsigned long file_cost = 0;
4148
4149                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4150                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4151
4152                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4153                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4154                 }
4155                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4156                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4157         }
4158 #endif
4159
4160         return 0;
4161 }
4162
4163 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4164                                       struct cftype *cft)
4165 {
4166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4167
4168         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4169 }
4170
4171 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4172                                        struct cftype *cft, u64 val)
4173 {
4174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4175
4176         if (val > 100)
4177                 return -EINVAL;
4178
4179         if (css->parent)
4180                 memcg->swappiness = val;
4181         else
4182                 vm_swappiness = val;
4183
4184         return 0;
4185 }
4186
4187 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4188 {
4189         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4190         unsigned long usage;
4191         int i;
4192
4193         rcu_read_lock();
4194         if (!swap)
4195                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4196         else
4197                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4198
4199         if (!t)
4200                 goto unlock;
4201
4202         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4203
4204         /*
4205          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4206          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4207          * call of __mem_cgroup_threshold().
4208          */
4209         i = t->current_threshold;
4210
4211         /*
4212          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4213          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4214          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4215          * only one element of the array here.
4216          */
4217         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4218                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4219
4220         /* i = current_threshold + 1 */
4221         i++;
4222
4223         /*
4224          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4225          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4226          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4227          * only one element of the array here.
4228          */
4229         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4230                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4231
4232         /* Update current_threshold */
4233         t->current_threshold = i - 1;
4234 unlock:
4235         rcu_read_unlock();
4236 }
4237
4238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4239 {
4240         while (memcg) {
4241                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4242                 if (do_memsw_account())
4243                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4244
4245                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4246         }
4247 }
4248
4249 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4250 {
4251         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4252         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4253
4254         if (_a->threshold > _b->threshold)
4255                 return 1;
4256
4257         if (_a->threshold < _b->threshold)
4258                 return -1;
4259
4260         return 0;
4261 }
4262
4263 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4264 {
4265         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4266
4267         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4268
4269         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4270                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4271
4272         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4277 {
4278         struct mem_cgroup *iter;
4279
4280         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4281                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4282 }
4283
4284 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4285         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4286 {
4287         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4288         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4289         unsigned long threshold;
4290         unsigned long usage;
4291         int i, size, ret;
4292
4293         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4294         if (ret)
4295                 return ret;
4296
4297         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4298
4299         if (type == _MEM) {
4300                 thresholds = &memcg->thresholds;
4301                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4302         } else if (type == _MEMSWAP) {
4303                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4304                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4305         } else
4306                 BUG();
4307
4308         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4309         if (thresholds->primary)
4310                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4311
4312         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4313
4314         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4315         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4316         if (!new) {
4317                 ret = -ENOMEM;
4318                 goto unlock;
4319         }
4320         new->size = size;
4321
4322         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4323         if (thresholds->primary)
4324                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4325                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4326
4327         /* Add new threshold */
4328         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4329         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4330
4331         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4332         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4333                         compare_thresholds, NULL);
4334
4335         /* Find current threshold */
4336         new->current_threshold = -1;
4337         for (i = 0; i < size; i++) {
4338                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4339                         /*
4340                          * new->current_threshold will not be used until
4341                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4342                          * it here.
4343                          */
4344                         ++new->current_threshold;
4345                 } else
4346                         break;
4347         }
4348
4349         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4350         kfree(thresholds->spare);
4351         thresholds->spare = thresholds->primary;
4352
4353         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4354
4355         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4356         synchronize_rcu();
4357
4358 unlock:
4359         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4360
4361         return ret;
4362 }
4363
4364 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4365         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4366 {
4367         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4368 }
4369
4370 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4371         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4372 {
4373         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4374 }
4375
4376 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4377         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4378 {
4379         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4380         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4381         unsigned long usage;
4382         int i, j, size, entries;
4383
4384         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4385
4386         if (type == _MEM) {
4387                 thresholds = &memcg->thresholds;
4388                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4389         } else if (type == _MEMSWAP) {
4390                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4391                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4392         } else
4393                 BUG();
4394
4395         if (!thresholds->primary)
4396                 goto unlock;
4397
4398         /* Check if a threshold crossed before removing */
4399         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4400
4401         /* Calculate new number of threshold */
4402         size = entries = 0;
4403         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4404                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4405                         size++;
4406                 else
4407                         entries++;
4408         }
4409
4410         new = thresholds->spare;
4411
4412         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4413         if (!entries)
4414                 goto unlock;
4415
4416         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4417         if (!size) {
4418                 kfree(new);
4419                 new = NULL;
4420                 goto swap_buffers;
4421         }
4422
4423         new->size = size;
4424
4425         /* Copy thresholds and find current threshold */
4426         new->current_threshold = -1;
4427         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4428                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4429                         continue;
4430
4431                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4432                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4433                         /*
4434                          * new->current_threshold will not be used
4435                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4436                          * it here.
4437                          */
4438                         ++new->current_threshold;
4439                 }
4440                 j++;
4441         }
4442
4443 swap_buffers:
4444         /* Swap primary and spare array */
4445         thresholds->spare = thresholds->primary;
4446
4447         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4448
4449         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4450         synchronize_rcu();
4451
4452         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4453         if (!new) {
4454                 kfree(thresholds->spare);
4455                 thresholds->spare = NULL;
4456         }
4457 unlock:
4458         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4459 }
4460
4461 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4462         struct eventfd_ctx *eventfd)
4463 {
4464         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4465 }
4466
4467 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4468         struct eventfd_ctx *eventfd)
4469 {
4470         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4471 }
4472
4473 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4474         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4475 {
4476         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4477
4478         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4479         if (!event)
4480                 return -ENOMEM;
4481
4482         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4483
4484         event->eventfd = eventfd;
4485         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4486
4487         /* already in OOM ? */
4488         if (memcg->under_oom)
4489                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4490         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4491
4492         return 0;
4493 }
4494
4495 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4496         struct eventfd_ctx *eventfd)
4497 {
4498         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4499
4500         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4501
4502         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4503                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4504                         list_del(&ev->list);
4505                         kfree(ev);
4506                 }
4507         }
4508
4509         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4510 }
4511
4512 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4513 {
4514         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4515
4516         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4517         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4518         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4519                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4520         return 0;
4521 }
4522
4523 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4524         struct cftype *cft, u64 val)
4525 {
4526         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4527
4528         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4529         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4530                 return -EINVAL;
4531
4532         memcg->oom_kill_disable = val;
4533         if (!val)
4534                 memcg_oom_recover(memcg);
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4540
4541 #include <trace/events/writeback.h>
4542
4543 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4544 {
4545         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4546 }
4547
4548 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4549 {
4550         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4551 }
4552
4553 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4554 {
4555         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4556 }
4557
4558 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4559 {
4560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4561
4562         if (!memcg->css.parent)
4563                 return NULL;
4564
4565         return &memcg->cgwb_domain;
4566 }
4567
4568 /*
4569  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4570  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4571  */
4572 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4573 {
4574         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4575         int cpu;
4576
4577         for_each_online_cpu(cpu)
4578                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4579         if (x < 0)
4580                 x = 0;
4581         return x;
4582 }
4583
4584 /**
4585  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4586  * @wb: bdi_writeback in question
4587  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4588  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4589  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4590  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4591  *
4592  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4593  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4594  * is a bit more involved.
4595  *
4596  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4597  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4598  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4599  * available memory in the system.  The caller should further cap
4600  * *@pheadroom accordingly.
4601  */
4602 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4603                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4604                          unsigned long *pwriteback)
4605 {
4606         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4607         struct mem_cgroup *parent;
4608
4609         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4610
4611         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4612         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4613                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4614         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4615
4616         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4617                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4618                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4619                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4620
4621                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4622                 memcg = parent;
4623         }
4624 }
4625
4626 /*
4627  * Foreign dirty flushing
4628  *
4629  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4630  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4631  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4632  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4633  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4634  * different cgroups isn't a common use-case.
4635  *
4636  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4637  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4638  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4639  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4640  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4641  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4642  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4643  * make writeback of the dirty pages happen.
4644  *
4645  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4646  * severely throttled after making some progress after each
4647  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4648  * completely idle.
4649  *
4650  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4651  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4652  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4653  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4654  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4655  *
4656  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4657  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4658  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4659  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4660  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4661  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4662  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4663  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4664  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4665  *
4666  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4667  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4668  * records are lockless and racy.
4669  */
4670 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4671                                              struct bdi_writeback *wb)
4672 {
4673         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4674         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4675         u64 now = get_jiffies_64();
4676         u64 oldest_at = now;
4677         int oldest = -1;
4678         int i;
4679
4680         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4681
4682         /*
4683          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4684          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4685          * written out.
4686          */
4687         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4688                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4689                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4690                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4691                         break;
4692                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4693                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4694                         oldest = i;
4695                         oldest_at = frn->at;
4696                 }
4697         }
4698
4699         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4700                 /*
4701                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4702                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4703                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4704                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4705                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4706                  */
4707                 unsigned long update_intv =
4708                         min_t(unsigned long, HZ,
4709                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4710
4711                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4712                         frn->at = now;
4713         } else if (oldest >= 0) {
4714                 /* replace the oldest free one */
4715                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4716                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4717                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4718                 frn->at = now;
4719         }
4720 }
4721
4722 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4723 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4724 {
4725         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4726         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4727         u64 now = jiffies_64;
4728         int i;
4729
4730         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4731                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4732
4733                 /*
4734                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4735                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4736                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4737                  * already one in flight.
4738                  */
4739                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4740                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4741                         frn->at = 0;
4742                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4743                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4744                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4745                                                &frn->done);
4746                 }
4747         }
4748 }
4749
4750 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4751
4752 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4753 {
4754         return 0;
4755 }
4756
4757 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4758 {
4759 }
4760
4761 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4762 {
4763 }
4764
4765 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4766
4767 /*
4768  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4769  *
4770  * "cgroup.event_control" implementation.
4771  *
4772  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4773  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4774  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4775  *
4776  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4777  * possible.
4778  */
4779
4780 /*
4781  * Unregister event and free resources.
4782  *
4783  * Gets called from workqueue.
4784  */
4785 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4786 {
4787         struct mem_cgroup_event *event =
4788                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4789         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4790
4791         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4792
4793         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4794
4795         /* Notify userspace the event is going away. */
4796         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4797
4798         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4799         kfree(event);
4800         css_put(&memcg->css);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4805  *
4806  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4807  */
4808 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4809                             int sync, void *key)
4810 {
4811         struct mem_cgroup_event *event =
4812                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4813         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4814         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4815
4816         if (flags & EPOLLHUP) {
4817                 /*
4818                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4819                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4820                  * for us.
4821                  *
4822                  * We can't race against event freeing since the other
4823                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4824                  * which we hold.
4825                  */
4826                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4827                 if (!list_empty(&event->list)) {
4828                         list_del_init(&event->list);
4829                         /*
4830                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4831                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4832                          */
4833                         schedule_work(&event->remove);
4834                 }
4835                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4836         }
4837
4838         return 0;
4839 }
4840
4841 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4842                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4843 {
4844         struct mem_cgroup_event *event =
4845                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4846
4847         event->wqh = wqh;
4848         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4849 }
4850
4851 /*
4852  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4853  *
4854  * Parse input and register new cgroup event handler.
4855  *
4856  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4857  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4858  */
4859 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4860                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4861 {
4862         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4864         struct mem_cgroup_event *event;
4865         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4866         unsigned int efd, cfd;
4867         struct fd efile;
4868         struct fd cfile;
4869         const char *name;
4870         char *endp;
4871         int ret;
4872
4873         buf = strstrip(buf);
4874
4875         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4876         if (*endp != ' ')
4877                 return -EINVAL;
4878         buf = endp + 1;
4879
4880         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4881         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4882                 return -EINVAL;
4883         buf = endp + 1;
4884
4885         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4886         if (!event)
4887                 return -ENOMEM;
4888
4889         event->memcg = memcg;
4890         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4891         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4892         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4893         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4894
4895         efile = fdget(efd);
4896         if (!efile.file) {
4897                 ret = -EBADF;
4898                 goto out_kfree;
4899         }
4900
4901         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4902         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4903                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4904                 goto out_put_efile;
4905         }
4906
4907         cfile = fdget(cfd);
4908         if (!cfile.file) {
4909                 ret = -EBADF;
4910                 goto out_put_eventfd;
4911         }
4912
4913         /* the process need read permission on control file */
4914         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4915         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4916         if (ret < 0)
4917                 goto out_put_cfile;
4918
4919         /*
4920          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4921          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4922          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4923          * is for compatibility anyway.
4924          *
4925          * DO NOT ADD NEW FILES.
4926          */
4927         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4928
4929         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4930                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4931                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4932         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4933                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4934                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4935         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4936                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4937                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4938         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4939                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4940                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4941         } else {
4942                 ret = -EINVAL;
4943                 goto out_put_cfile;
4944         }
4945
4946         /*
4947          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4948          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4949          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4950          */
4951         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4952                                                &memory_cgrp_subsys);
4953         ret = -EINVAL;
4954         if (IS_ERR(cfile_css))
4955                 goto out_put_cfile;
4956         if (cfile_css != css) {
4957                 css_put(cfile_css);
4958                 goto out_put_cfile;
4959         }
4960
4961         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4962         if (ret)
4963                 goto out_put_css;
4964
4965         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4966
4967         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4968         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4969         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4970
4971         fdput(cfile);
4972         fdput(efile);
4973
4974         return nbytes;
4975
4976 out_put_css:
4977         css_put(css);
4978 out_put_cfile:
4979         fdput(cfile);
4980 out_put_eventfd:
4981         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4982 out_put_efile:
4983         fdput(efile);
4984 out_kfree:
4985         kfree(event);
4986
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4991         {
4992                 .name = "usage_in_bytes",
4993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4994                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4995         },
4996         {
4997                 .name = "max_usage_in_bytes",
4998                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4999                 .write = mem_cgroup_reset,
5000                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5001         },
5002         {
5003                 .name = "limit_in_bytes",
5004                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5005                 .write = mem_cgroup_write,
5006                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5007         },
5008         {
5009                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5011                 .write = mem_cgroup_write,
5012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5013         },
5014         {
5015                 .name = "failcnt",
5016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5017                 .write = mem_cgroup_reset,
5018                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5019         },
5020         {
5021                 .name = "stat",
5022                 .seq_show = memcg_stat_show,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "force_empty",
5026                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5027         },
5028         {
5029                 .name = "use_hierarchy",
5030                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5031                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5035                 .write = memcg_write_event_control,
5036                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "swappiness",
5040                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5041                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5042         },
5043         {
5044                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5045                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5046                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5047         },
5048         {
5049                 .name = "oom_control",
5050                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5051                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5053         },
5054         {
5055                 .name = "pressure_level",
5056         },
5057 #ifdef CONFIG_NUMA
5058         {
5059                 .name = "numa_stat",
5060                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5061         },
5062 #endif
5063         {
5064                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5066                 .write = mem_cgroup_write,
5067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5068         },
5069         {
5070                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "kmem.failcnt",
5076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5077                 .write = mem_cgroup_reset,
5078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5079         },
5080         {
5081                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5083                 .write = mem_cgroup_reset,
5084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5085         },
5086 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5087         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5088         {
5089                 .name = "kmem.slabinfo",
5090                 .seq_show = memcg_slab_show,
5091         },
5092 #endif
5093         {
5094                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5096                 .write = mem_cgroup_write,
5097                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5098         },
5099         {
5100                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5103         },
5104         {
5105                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5107                 .write = mem_cgroup_reset,
5108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5109         },
5110         {
5111                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5112                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5113                 .write = mem_cgroup_reset,
5114                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5115         },
5116         { },    /* terminate */
5117 };
5118
5119 /*
5120  * Private memory cgroup IDR
5121  *
5122  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5123  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5124  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5125  * memory-controlled cgroups to 64k.
5126  *
5127  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5128  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5129  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5130  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5131  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5132  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5133  *
5134  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5135  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5136  * when the CSS is offlined.
5137  *
5138  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5139  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5140  * those references are manageable from userspace.
5141  */
5142
5143 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5144
5145 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5146 {
5147         if (memcg->id.id > 0) {
5148                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5149                 memcg->id.id = 0;
5150         }
5151 }
5152
5153 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5154                                                   unsigned int n)
5155 {
5156         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5157 }
5158
5159 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5160 {
5161         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5162                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5163
5164                 /* Memcg ID pins CSS */
5165                 css_put(&memcg->css);
5166         }
5167 }
5168
5169 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5170 {
5171         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5172 }
5173
5174 /**
5175  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5176  * @id: the memcg id to look up
5177  *
5178  * Caller must hold rcu_read_lock().
5179  */
5180 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5181 {
5182         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5183         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5184 }
5185
5186 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5187 {
5188         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5189         int tmp = node;
5190         /*
5191          * This routine is called against possible nodes.
5192          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5193          *
5194          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5195          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5196          *       function.
5197          */
5198         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5199                 tmp = -1;
5200         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5201         if (!pn)
5202                 return 1;
5203
5204         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5205                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5206         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5207                 kfree(pn);
5208                 return 1;
5209         }
5210
5211         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5212                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5213         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5214                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5215                 kfree(pn);
5216                 return 1;
5217         }
5218
5219         lruvec_init(&pn->lruvec);
5220         pn->usage_in_excess = 0;
5221         pn->on_tree = false;
5222         pn->memcg = memcg;
5223
5224         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5229 {
5230         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5231
5232         if (!pn)
5233                 return;
5234
5235         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5236         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5237         kfree(pn);
5238 }
5239
5240 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5241 {
5242         int node;
5243
5244         for_each_node(node)
5245                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5246         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5247         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5248         kfree(memcg);
5249 }
5250
5251 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5252 {
5253         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5254         /*
5255          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5256          * on parent's and all ancestor levels.
5257          */
5258         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5259         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5260         __mem_cgroup_free(memcg);
5261 }
5262
5263 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5264 {
5265         struct mem_cgroup *memcg;
5266         unsigned int size;
5267         int node;
5268         int __maybe_unused i;
5269         long error = -ENOMEM;
5270
5271         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5272         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5273
5274         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5275         if (!memcg)
5276                 return ERR_PTR(error);
5277
5278         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5279                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5280                                  GFP_KERNEL);
5281         if (memcg->id.id < 0) {
5282                 error = memcg->id.id;
5283                 goto fail;
5284         }
5285
5286         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5287                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5288         if (!memcg->vmstats_local)
5289                 goto fail;
5290
5291         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5292                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5293         if (!memcg->vmstats_percpu)
5294                 goto fail;
5295
5296         for_each_node(node)
5297                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5298                         goto fail;
5299
5300         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5301                 goto fail;
5302
5303         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5304         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5305         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5306         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5307         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5308         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5309         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5310         memcg->socket_pressure = jiffies;
5311 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5312         memcg->kmemcg_id = -1;
5313         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5314 #endif
5315 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5316         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5317         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5318                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5319                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5320 #endif
5321 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5322         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5323         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5324         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5325 #endif
5326         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5327         return memcg;
5328 fail:
5329         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5330         __mem_cgroup_free(memcg);
5331         return ERR_PTR(error);
5332 }
5333
5334 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5335 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5336 {
5337         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5338         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5339         long error = -ENOMEM;
5340
5341         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5342         memcg = mem_cgroup_alloc();
5343         set_active_memcg(old_memcg);
5344         if (IS_ERR(memcg))
5345                 return ERR_CAST(memcg);
5346
5347         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5348         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5349         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5350         if (parent) {
5351                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5352                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5353
5354                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5355                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5356                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5357                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5358         } else {
5359                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5360                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5361                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5362                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5363
5364                 root_mem_cgroup = memcg;
5365                 return &memcg->css;
5366         }
5367
5368         /* The following stuff does not apply to the root */
5369         error = memcg_online_kmem(memcg);
5370         if (error)
5371                 goto fail;
5372
5373         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5374                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5375
5376         return &memcg->css;
5377 fail:
5378         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5379         mem_cgroup_free(memcg);
5380         return ERR_PTR(error);
5381 }
5382
5383 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5384 {
5385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5386
5387         /*
5388          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5389          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5390          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5391          */
5392         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5393                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5394                 return -ENOMEM;
5395         }
5396
5397         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5398         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5399         css_get(css);
5400         return 0;
5401 }
5402
5403 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5404 {
5405         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5406         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5407
5408         /*
5409          * Unregister events and notify userspace.
5410          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5411          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5412          */
5413         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5414         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5415                 list_del_init(&event->list);
5416                 schedule_work(&event->remove);
5417         }
5418         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5419
5420         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5421         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5422
5423         memcg_offline_kmem(memcg);
5424         wb_memcg_offline(memcg);
5425
5426         drain_all_stock(memcg);
5427
5428         mem_cgroup_id_put(memcg);
5429 }
5430
5431 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5432 {
5433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5434
5435         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5436 }
5437
5438 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5439 {
5440         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5441         int __maybe_unused i;
5442
5443 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5444         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5445                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5446 #endif
5447         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5448                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5449
5450         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5451                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5452
5453         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5454         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5455         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5456         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5457         memcg_free_kmem(memcg);
5458         mem_cgroup_free(memcg);
5459 }
5460
5461 /**
5462  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5463  * @css: the target css
5464  *
5465  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5466  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5467  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5468  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5469  * made visible again.
5470  *
5471  * The current implementation only resets the essential configurations.
5472  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5473  */
5474 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5475 {
5476         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5477
5478         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5479         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5480         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5481         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5482         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5483         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5484         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5485         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5486         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5487         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5488 }
5489
5490 #ifdef CONFIG_MMU
5491 /* Handlers for move charge at task migration. */
5492 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5493 {
5494         int ret;
5495
5496         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5497         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5498         if (!ret) {
5499                 mc.precharge += count;
5500                 return ret;
5501         }
5502
5503         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5504         while (count--) {
5505                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5506                 if (ret)
5507                         return ret;
5508                 mc.precharge++;
5509                 cond_resched();
5510         }
5511         return 0;
5512 }
5513
5514 union mc_target {
5515         struct page     *page;
5516         swp_entry_t     ent;
5517 };
5518
5519 enum mc_target_type {
5520         MC_TARGET_NONE = 0,
5521         MC_TARGET_PAGE,
5522         MC_TARGET_SWAP,
5523         MC_TARGET_DEVICE,
5524 };
5525
5526 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5527                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5528 {
5529         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5530
5531         if (!page || !page_mapped(page))
5532                 return NULL;
5533         if (PageAnon(page)) {
5534                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5535                         return NULL;
5536         } else {
5537                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5538                         return NULL;
5539         }
5540         if (!get_page_unless_zero(page))
5541                 return NULL;
5542
5543         return page;
5544 }
5545
5546 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5547 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5548                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5549 {
5550         struct page *page = NULL;
5551         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5552
5553         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5554                 return NULL;
5555
5556         /*
5557          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5558          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5559          * as special swap entry in the CPU page table.
5560          */
5561         if (is_device_private_entry(ent)) {
5562                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5563                 /*
5564                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5565                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5566                  */
5567                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5568                         return NULL;
5569                 return page;
5570         }
5571
5572         if (non_swap_entry(ent))
5573                 return NULL;
5574
5575         /*
5576          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5577          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5578          */
5579         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5580         entry->val = ent.val;
5581
5582         return page;
5583 }
5584 #else
5585 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5586                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5587 {
5588         return NULL;
5589 }
5590 #endif
5591
5592 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5593                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5594 {
5595         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5596                 return NULL;
5597         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5598                 return NULL;
5599
5600         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5601         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5602         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5603                         linear_page_index(vma, addr));
5604 }
5605
5606 /**
5607  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5608  * @page: the page
5609  * @compound: charge the page as compound or small page
5610  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5611  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5612  *
5613  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5614  *
5615  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5616  * from old cgroup.
5617  */
5618 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5619                                    bool compound,
5620                                    struct mem_cgroup *from,
5621                                    struct mem_cgroup *to)
5622 {
5623         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5624         struct pglist_data *pgdat;
5625         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5626         int ret;
5627
5628         VM_BUG_ON(from == to);
5629         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5630         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5631
5632         /*
5633          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5634          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5635          */
5636         ret = -EBUSY;
5637         if (!trylock_page(page))
5638                 goto out;
5639
5640         ret = -EINVAL;
5641         if (page_memcg(page) != from)
5642                 goto out_unlock;
5643
5644         pgdat = page_pgdat(page);
5645         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5646         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5647
5648         lock_page_memcg(page);
5649
5650         if (PageAnon(page)) {
5651                 if (page_mapped(page)) {
5652                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5653                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5654                         if (PageTransHuge(page)) {
5655                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5656                                                    -nr_pages);
5657                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5658                                                    nr_pages);
5659                         }
5660
5661                 }
5662         } else {
5663                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5664                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5665
5666                 if (PageSwapBacked(page)) {
5667                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5668                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5669                 }
5670
5671                 if (page_mapped(page)) {
5672                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5673                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5674                 }
5675
5676                 if (PageDirty(page)) {
5677                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5678
5679                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5680                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5681                                                    -nr_pages);
5682                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5683                                                    nr_pages);
5684                         }
5685                 }
5686         }
5687
5688         if (PageWriteback(page)) {
5689                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5690                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5691         }
5692
5693         /*
5694          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5695          *
5696          * It is safe to change page's memcg here because the page
5697          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5698          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5699          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5700          *
5701          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5702          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5703          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5704          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5705          */
5706         smp_mb();
5707
5708         css_get(&to->css);
5709         css_put(&from->css);
5710
5711         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5712
5713         __unlock_page_memcg(from);
5714
5715         ret = 0;
5716
5717         local_irq_disable();
5718         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5719         memcg_check_events(to, page);
5720         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5721         memcg_check_events(from, page);
5722         local_irq_enable();
5723 out_unlock:
5724         unlock_page(page);
5725 out:
5726         return ret;
5727 }
5728
5729 /**
5730  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5731  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5732  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5733  * @ptent: the pte to be checked
5734  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5735  *
5736  * Returns
5737  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5738  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5739  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5740  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5741  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5742  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5743  *     in target->ent.
5744  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5745  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5746  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5747  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5748  *     regular page.
5749  *
5750  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5751  *
5752  * Called with pte lock held.
5753  */
5754
5755 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5756                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5757 {
5758         struct page *page = NULL;
5759         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5760         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5761
5762         if (pte_present(ptent))
5763                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5764         else if (is_swap_pte(ptent))
5765                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5766         else if (pte_none(ptent))
5767                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5768
5769         if (!page && !ent.val)
5770                 return ret;
5771         if (page) {
5772                 /*
5773                  * Do only loose check w/o serialization.
5774                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5775                  * not under LRU exclusion.
5776                  */
5777                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5778                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5779                         if (is_device_private_page(page))
5780                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5781                         if (target)
5782                                 target->page = page;
5783                 }
5784                 if (!ret || !target)
5785                         put_page(page);
5786         }
5787         /*
5788          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5789          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5790          */
5791         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5792             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5793                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5794                 if (target)
5795                         target->ent = ent;
5796         }
5797         return ret;
5798 }
5799
5800 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5801 /*
5802  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5803  * not support them for now.
5804  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5805  */
5806 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5807                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5808 {
5809         struct page *page = NULL;
5810         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5811
5812         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5813                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5814                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5815                 return ret;
5816         }
5817         page = pmd_page(pmd);
5818         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5819         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5820                 return ret;
5821         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5822                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5823                 if (target) {
5824                         get_page(page);
5825                         target->page = page;
5826                 }
5827         }
5828         return ret;
5829 }
5830 #else
5831 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5832                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5833 {
5834         return MC_TARGET_NONE;
5835 }
5836 #endif
5837
5838 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5839                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5840                                         struct mm_walk *walk)
5841 {
5842         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5843         pte_t *pte;
5844         spinlock_t *ptl;
5845
5846         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5847         if (ptl) {
5848                 /*
5849                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5850                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5851                  * this might change.
5852                  */
5853                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5854                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5855                 spin_unlock(ptl);
5856                 return 0;
5857         }
5858
5859         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5860                 return 0;
5861         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5862         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5863                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5864                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5865         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5866         cond_resched();
5867
5868         return 0;
5869 }
5870
5871 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5872         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5873 };
5874
5875 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5876 {
5877         unsigned long precharge;
5878
5879         mmap_read_lock(mm);
5880         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5881         mmap_read_unlock(mm);
5882
5883         precharge = mc.precharge;
5884         mc.precharge = 0;
5885
5886         return precharge;
5887 }
5888
5889 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5890 {
5891         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5892
5893         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5894         mc.moving_task = current;
5895         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5896 }
5897
5898 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5899 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5900 {
5901         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5902         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5903
5904         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5905         if (mc.precharge) {
5906                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5907                 mc.precharge = 0;
5908         }
5909         /*
5910          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5911          * we must uncharge here.
5912          */
5913         if (mc.moved_charge) {
5914                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5915                 mc.moved_charge = 0;
5916         }
5917         /* we must fixup refcnts and charges */
5918         if (mc.moved_swap) {
5919                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5920                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5921                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5922
5923                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5924
5925                 /*
5926                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5927                  * should uncharge to->memory.
5928                  */
5929                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5930                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5931
5932                 mc.moved_swap = 0;
5933         }
5934         memcg_oom_recover(from);
5935         memcg_oom_recover(to);
5936         wake_up_all(&mc.waitq);
5937 }
5938
5939 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5940 {
5941         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5942
5943         /*
5944          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5945          * task migration.
5946          */
5947         mc.moving_task = NULL;
5948         __mem_cgroup_clear_mc();
5949         spin_lock(&mc.lock);
5950         mc.from = NULL;
5951         mc.to = NULL;
5952         mc.mm = NULL;
5953         spin_unlock(&mc.lock);
5954
5955         mmput(mm);
5956 }
5957
5958 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5959 {
5960         struct cgroup_subsys_state *css;
5961         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5962         struct mem_cgroup *from;
5963         struct task_struct *leader, *p;
5964         struct mm_struct *mm;
5965         unsigned long move_flags;
5966         int ret = 0;
5967
5968         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5969         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5970                 return 0;
5971
5972         /*
5973          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5974          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5975          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5976          * multiple.
5977          */
5978         p = NULL;
5979         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5980                 WARN_ON_ONCE(p);
5981                 p = leader;
5982                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5983         }
5984         if (!p)
5985                 return 0;
5986
5987         /*
5988          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5989          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5990          * So we need to save it, and keep it going.
5991          */
5992         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5993         if (!move_flags)
5994                 return 0;
5995
5996         from = mem_cgroup_from_task(p);
5997
5998         VM_BUG_ON(from == memcg);
5999
6000         mm = get_task_mm(p);
6001         if (!mm)
6002                 return 0;
6003         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6004         if (mm->owner == p) {
6005                 VM_BUG_ON(mc.from);
6006                 VM_BUG_ON(mc.to);
6007                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6008                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6009                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6010
6011                 spin_lock(&mc.lock);
6012                 mc.mm = mm;
6013                 mc.from = from;
6014                 mc.to = memcg;
6015                 mc.flags = move_flags;
6016                 spin_unlock(&mc.lock);
6017                 /* We set mc.moving_task later */
6018
6019                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6020                 if (ret)
6021                         mem_cgroup_clear_mc();
6022         } else {
6023                 mmput(mm);
6024         }
6025         return ret;
6026 }
6027
6028 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6029 {
6030         if (mc.to)
6031                 mem_cgroup_clear_mc();
6032 }
6033
6034 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6035                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6036                                 struct mm_walk *walk)
6037 {
6038         int ret = 0;
6039         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6040         pte_t *pte;
6041         spinlock_t *ptl;
6042         enum mc_target_type target_type;
6043         union mc_target target;
6044         struct page *page;
6045
6046         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6047         if (ptl) {
6048                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6049                         spin_unlock(ptl);
6050                         return 0;
6051                 }
6052                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6053                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6054                         page = target.page;
6055                         if (!isolate_lru_page(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                                 putback_lru_page(page);
6062                         }
6063                         put_page(page);
6064                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6065                         page = target.page;
6066                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6067                                                      mc.from, mc.to)) {
6068                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6069                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6070                         }
6071                         put_page(page);
6072                 }
6073                 spin_unlock(ptl);
6074                 return 0;
6075         }
6076
6077         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6078                 return 0;
6079 retry:
6080         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6081         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6082                 pte_t ptent = *(pte++);
6083                 bool device = false;
6084                 swp_entry_t ent;
6085
6086                 if (!mc.precharge)
6087                         break;
6088
6089                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6090                 case MC_TARGET_DEVICE:
6091                         device = true;
6092                         fallthrough;
6093                 case MC_TARGET_PAGE:
6094                         page = target.page;
6095                         /*
6096                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6097                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6098                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6099                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6100                          */
6101                         if (PageTransCompound(page))
6102                                 goto put;
6103                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6104                                 goto put;
6105                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6106                                                 mc.from, mc.to)) {
6107                                 mc.precharge--;
6108                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6109                                 mc.moved_charge++;
6110                         }
6111                         if (!device)
6112                                 putback_lru_page(page);
6113 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6114                         put_page(page);
6115                         break;
6116                 case MC_TARGET_SWAP:
6117                         ent = target.ent;
6118                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6119                                 mc.precharge--;
6120                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6121                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6122                                 mc.moved_swap++;
6123                         }
6124                         break;
6125                 default:
6126                         break;
6127                 }
6128         }
6129         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6130         cond_resched();
6131
6132         if (addr != end) {
6133                 /*
6134                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6135                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6136                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6137                  * phase.
6138                  */
6139                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6140                 if (!ret)
6141                         goto retry;
6142         }
6143
6144         return ret;
6145 }
6146
6147 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6148         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6149 };
6150
6151 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6152 {
6153         lru_add_drain_all();
6154         /*
6155          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6156          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6157          * for already started RCU-only updates to finish.
6158          */
6159         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6160         synchronize_rcu();
6161 retry:
6162         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6163                 /*
6164                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6165                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6166                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6167                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6168                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6169                  */
6170                 __mem_cgroup_clear_mc();
6171                 cond_resched();
6172                 goto retry;
6173         }
6174         /*
6175          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6176          * additional charge, the page walk just aborts.
6177          */
6178         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6179                         NULL);
6180
6181         mmap_read_unlock(mc.mm);
6182         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6183 }
6184
6185 static void mem_cgroup_move_task(void)
6186 {
6187         if (mc.to) {
6188                 mem_cgroup_move_charge();
6189                 mem_cgroup_clear_mc();
6190         }
6191 }
6192 #else   /* !CONFIG_MMU */
6193 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6194 {
6195         return 0;
6196 }
6197 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6198 {
6199 }
6200 static void mem_cgroup_move_task(void)
6201 {
6202 }
6203 #endif
6204
6205 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6206 {
6207         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6208                 seq_puts(m, "max\n");
6209         else
6210                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6211
6212         return 0;
6213 }
6214
6215 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6216                                struct cftype *cft)
6217 {
6218         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6219
6220         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6221 }
6222
6223 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6224 {
6225         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6226                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6227 }
6228
6229 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6230                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6231 {
6232         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6233         unsigned long min;
6234         int err;
6235
6236         buf = strstrip(buf);
6237         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6238         if (err)
6239                 return err;
6240
6241         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6242
6243         return nbytes;
6244 }
6245
6246 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6247 {
6248         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6249                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6250 }
6251
6252 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6253                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6254 {
6255         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6256         unsigned long low;
6257         int err;
6258
6259         buf = strstrip(buf);
6260         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6261         if (err)
6262                 return err;
6263
6264         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6265
6266         return nbytes;
6267 }
6268
6269 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6270 {
6271         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6272                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6273 }
6274
6275 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6276                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6277 {
6278         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6279         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6280         bool drained = false;
6281         unsigned long high;
6282         int err;
6283
6284         buf = strstrip(buf);
6285         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6286         if (err)
6287                 return err;
6288
6289         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6290
6291         for (;;) {
6292                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6293                 unsigned long reclaimed;
6294
6295                 if (nr_pages <= high)
6296                         break;
6297
6298                 if (signal_pending(current))
6299                         break;
6300
6301                 if (!drained) {
6302                         drain_all_stock(memcg);
6303                         drained = true;
6304                         continue;
6305                 }
6306
6307                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6308                                                          GFP_KERNEL, true);
6309
6310                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6311                         break;
6312         }
6313
6314         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6315         return nbytes;
6316 }
6317
6318 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6319 {
6320         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6321                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6322 }
6323
6324 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6325                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6326 {
6327         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6328         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6329         bool drained = false;
6330         unsigned long max;
6331         int err;
6332
6333         buf = strstrip(buf);
6334         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6335         if (err)
6336                 return err;
6337
6338         xchg(&memcg->memory.max, max);
6339
6340         for (;;) {
6341                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6342
6343                 if (nr_pages <= max)
6344                         break;
6345
6346                 if (signal_pending(current))
6347                         break;
6348
6349                 if (!drained) {
6350                         drain_all_stock(memcg);
6351                         drained = true;
6352                         continue;
6353                 }
6354
6355                 if (nr_reclaims) {
6356                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6357                                                           GFP_KERNEL, true))
6358                                 nr_reclaims--;
6359                         continue;
6360                 }
6361
6362                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6363                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6364                         break;
6365         }
6366
6367         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6368         return nbytes;
6369 }
6370
6371 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6372 {
6373         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6374         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6375         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6376         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6377         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6378                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6379 }
6380
6381 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6382 {
6383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6384
6385         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6386         return 0;
6387 }
6388
6389 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6390 {
6391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6392
6393         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6394         return 0;
6395 }
6396
6397 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6398 {
6399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6400         char *buf;
6401
6402         buf = memory_stat_format(memcg);
6403         if (!buf)
6404                 return -ENOMEM;
6405         seq_puts(m, buf);
6406         kfree(buf);
6407         return 0;
6408 }
6409
6410 #ifdef CONFIG_NUMA
6411 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6412 {
6413         int i;
6414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6415
6416         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6417                 int nid;
6418
6419                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6420                         continue;
6421
6422                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6423                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6424                         u64 size;
6425                         struct lruvec *lruvec;
6426
6427                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6428                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6429                         size *= memory_stats[i].ratio;
6430                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6431                 }
6432                 seq_putc(m, '\n');
6433         }
6434
6435         return 0;
6436 }
6437 #endif
6438
6439 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6440 {
6441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6442
6443         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6444
6445         return 0;
6446 }
6447
6448 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6449                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6450 {
6451         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6452         int ret, oom_group;
6453
6454         buf = strstrip(buf);
6455         if (!buf)
6456                 return -EINVAL;
6457
6458         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6459         if (ret)
6460                 return ret;
6461
6462         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6463                 return -EINVAL;
6464
6465         memcg->oom_group = oom_group;
6466
6467         return nbytes;
6468 }
6469
6470 static struct cftype memory_files[] = {
6471         {
6472                 .name = "current",
6473                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6474                 .read_u64 = memory_current_read,
6475         },
6476         {
6477                 .name = "min",
6478                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6479                 .seq_show = memory_min_show,
6480                 .write = memory_min_write,
6481         },
6482         {
6483                 .name = "low",
6484                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6485                 .seq_show = memory_low_show,
6486                 .write = memory_low_write,
6487         },
6488         {
6489                 .name = "high",
6490                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6491                 .seq_show = memory_high_show,
6492                 .write = memory_high_write,
6493         },
6494         {
6495                 .name = "max",
6496                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6497                 .seq_show = memory_max_show,
6498                 .write = memory_max_write,
6499         },
6500         {
6501                 .name = "events",
6502                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6503                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6504                 .seq_show = memory_events_show,
6505         },
6506         {
6507                 .name = "events.local",
6508                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6509                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6510                 .seq_show = memory_events_local_show,
6511         },
6512         {
6513                 .name = "stat",
6514                 .seq_show = memory_stat_show,
6515         },
6516 #ifdef CONFIG_NUMA
6517         {
6518                 .name = "numa_stat",
6519                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6520         },
6521 #endif
6522         {
6523                 .name = "oom.group",
6524                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6525                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6526                 .write = memory_oom_group_write,
6527         },
6528         { }     /* terminate */
6529 };
6530
6531 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6532         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6533         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6534         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6535         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6536         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6537         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6538         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6539         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6540         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6541         .dfl_cftypes = memory_files,
6542         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6543         .early_init = 0,
6544 };
6545
6546 /*
6547  * This function calculates an individual cgroup's effective
6548  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6549  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6550  * distribution in the tree.
6551  *
6552  * The following rules apply to the effective protection values:
6553  *
6554  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6555  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6556  *
6557  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6558  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6559  *    parent's effective protection.
6560  *
6561  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6562  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6563  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6564  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6565  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6566  *
6567  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6568  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6569  *    the unused remainder is available to its siblings.
6570  *
6571  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6572  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6573  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6574  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6575  *
6576  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6577  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6578  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6579  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6580  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6581  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6582  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6583  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6584  *
6585  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6586  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6587  * neighboring subtrees.
6588  */
6589 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6590                                           unsigned long parent_usage,
6591                                           unsigned long setting,
6592                                           unsigned long parent_effective,
6593                                           unsigned long siblings_protected)
6594 {
6595         unsigned long protected;
6596         unsigned long ep;
6597
6598         protected = min(usage, setting);
6599         /*
6600          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6601          * protection then what the parent affords them, distribute
6602          * shares in proportion to utilization.
6603          *
6604          * We are using actual utilization rather than the statically
6605          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6606          * but unused protection is available to siblings that would
6607          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6608          */
6609         if (siblings_protected > parent_effective)
6610                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6611
6612         /*
6613          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6614          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6615          * and utilizes is effectively protected.
6616          *
6617          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6618          * will apply pressure in proportion to that amount.
6619          *
6620          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6621          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6622          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6623          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6624          * protection is always dependent on how memory is actually
6625          * consumed among the siblings anyway.
6626          */
6627         ep = protected;
6628
6629         /*
6630          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6631          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6632          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6633          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6634          * other compete freely over the allowance, but they are
6635          * collectively protected from neighboring trees.
6636          *
6637          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6638          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6639          * the same bytes twice.
6640          *
6641          * Check both usage and parent_usage against the respective
6642          * protected values. One should imply the other, but they
6643          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6644          */
6645         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6646                 return ep;
6647         if (parent_effective > siblings_protected &&
6648             parent_usage > siblings_protected &&
6649             usage > protected) {
6650                 unsigned long unclaimed;
6651
6652                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6653                 unclaimed *= usage - protected;
6654                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6655
6656                 ep += unclaimed;
6657         }
6658
6659         return ep;
6660 }
6661
6662 /**
6663  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6664  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6665  * @memcg: the memory cgroup to check
6666  *
6667  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6668  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6669  */
6670 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6671                                      struct mem_cgroup *memcg)
6672 {
6673         unsigned long usage, parent_usage;
6674         struct mem_cgroup *parent;
6675
6676         if (mem_cgroup_disabled())
6677                 return;
6678
6679         if (!root)
6680                 root = root_mem_cgroup;
6681
6682         /*
6683          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6684          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6685          * details.
6686          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6687          * that special casing.
6688          */
6689         if (memcg == root)
6690                 return;
6691
6692         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6693         if (!usage)
6694                 return;
6695
6696         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6697         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6698         if (!parent)
6699                 return;
6700
6701         if (parent == root) {
6702                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6703                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6704                 return;
6705         }
6706
6707         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6708
6709         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6710                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6711                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6712                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6713
6714         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6715                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6716                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6717                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6718 }
6719
6720 /**
6721  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6722  * @page: page to charge
6723  * @mm: mm context of the victim
6724  * @gfp_mask: reclaim mode
6725  *
6726  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6727  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6728  *
6729  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6730  */
6731 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6732 {
6733         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6734         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6735         int ret = 0;
6736
6737         if (mem_cgroup_disabled())
6738                 goto out;
6739
6740         if (PageSwapCache(page)) {
6741                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6742                 unsigned short id;
6743
6744                 /*
6745                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6746                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6747                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6748                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6749                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6750                  */
6751                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6752                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6753                         goto out;
6754
6755                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6756                 rcu_read_lock();
6757                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6758                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6759                         memcg = NULL;
6760                 rcu_read_unlock();
6761         }
6762
6763         if (!memcg)
6764                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6765
6766         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6767         if (ret)
6768                 goto out_put;
6769
6770         css_get(&memcg->css);
6771         commit_charge(page, memcg);
6772
6773         local_irq_disable();
6774         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6775         memcg_check_events(memcg, page);
6776         local_irq_enable();
6777
6778         if (PageSwapCache(page)) {
6779                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6780                 /*
6781                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6782                  * let's not wait for it.  The page already received a
6783                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6784                  */
6785                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6786         }
6787
6788 out_put:
6789         css_put(&memcg->css);
6790 out:
6791         return ret;
6792 }
6793
6794 struct uncharge_gather {
6795         struct mem_cgroup *memcg;
6796         unsigned long nr_pages;
6797         unsigned long pgpgout;
6798         unsigned long nr_kmem;
6799         struct page *dummy_page;
6800 };
6801
6802 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6803 {
6804         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6805 }
6806
6807 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6808 {
6809         unsigned long flags;
6810
6811         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6812                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6813                 if (do_memsw_account())
6814                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6815                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6816                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6817                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6818         }
6819
6820         local_irq_save(flags);
6821         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6822         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6823         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6824         local_irq_restore(flags);
6825
6826         /* drop reference from uncharge_page */
6827         css_put(&ug->memcg->css);
6828 }
6829
6830 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6831 {
6832         unsigned long nr_pages;
6833
6834         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6835
6836         if (!page_memcg(page))
6837                 return;
6838
6839         /*
6840          * Nobody should be changing or seriously looking at
6841          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6842          * exclusive access to the page.
6843          */
6844
6845         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6846                 if (ug->memcg) {
6847                         uncharge_batch(ug);
6848                         uncharge_gather_clear(ug);
6849                 }
6850                 ug->memcg = page_memcg(page);
6851
6852                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6853                 css_get(&ug->memcg->css);
6854         }
6855
6856         nr_pages = compound_nr(page);
6857         ug->nr_pages += nr_pages;
6858
6859         if (PageMemcgKmem(page))
6860                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6861         else
6862                 ug->pgpgout++;
6863
6864         ug->dummy_page = page;
6865         page->memcg_data = 0;
6866         css_put(&ug->memcg->css);
6867 }
6868
6869 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6870 {
6871         struct uncharge_gather ug;
6872         struct list_head *next;
6873
6874         uncharge_gather_clear(&ug);
6875
6876         /*
6877          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6878          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6879          */
6880         next = page_list->next;
6881         do {
6882                 struct page *page;
6883
6884                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6885                 next = page->lru.next;
6886
6887                 uncharge_page(page, &ug);
6888         } while (next != page_list);
6889
6890         if (ug.memcg)
6891                 uncharge_batch(&ug);
6892 }
6893
6894 /**
6895  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6896  * @page: page to uncharge
6897  *
6898  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6899  */
6900 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6901 {
6902         struct uncharge_gather ug;
6903
6904         if (mem_cgroup_disabled())
6905                 return;
6906
6907         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6908         if (!page_memcg(page))
6909                 return;
6910
6911         uncharge_gather_clear(&ug);
6912         uncharge_page(page, &ug);
6913         uncharge_batch(&ug);
6914 }
6915
6916 /**
6917  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6918  * @page_list: list of pages to uncharge
6919  *
6920  * Uncharge a list of pages previously charged with
6921  * mem_cgroup_charge().
6922  */
6923 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6924 {
6925         if (mem_cgroup_disabled())
6926                 return;
6927
6928         if (!list_empty(page_list))
6929                 uncharge_list(page_list);
6930 }
6931
6932 /**
6933  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6934  * @oldpage: currently circulating page
6935  * @newpage: replacement page
6936  *
6937  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6938  * be uncharged upon free.
6939  *
6940  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6941  */
6942 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6943 {
6944         struct mem_cgroup *memcg;
6945         unsigned int nr_pages;
6946         unsigned long flags;
6947
6948         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6949         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6950         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6951         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6952                        newpage);
6953
6954         if (mem_cgroup_disabled())
6955                 return;
6956
6957         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6958         if (page_memcg(newpage))
6959                 return;
6960
6961         memcg = page_memcg(oldpage);
6962         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6963         if (!memcg)
6964                 return;
6965
6966         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6967         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6968
6969         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6970         if (do_memsw_account())
6971                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6972
6973         css_get(&memcg->css);
6974         commit_charge(newpage, memcg);
6975
6976         local_irq_save(flags);
6977         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6978         memcg_check_events(memcg, newpage);
6979         local_irq_restore(flags);
6980 }
6981
6982 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6983 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6984
6985 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6986 {
6987         struct mem_cgroup *memcg;
6988
6989         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6990                 return;
6991
6992         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6993         if (in_interrupt())
6994                 return;
6995
6996         rcu_read_lock();
6997         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6998         if (memcg == root_mem_cgroup)
6999                 goto out;
7000         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7001                 goto out;
7002         if (css_tryget(&memcg->css))
7003                 sk->sk_memcg = memcg;
7004 out:
7005         rcu_read_unlock();
7006 }
7007
7008 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7009 {
7010         if (sk->sk_memcg)
7011                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7012 }
7013
7014 /**
7015  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7016  * @memcg: memcg to charge
7017  * @nr_pages: number of pages to charge
7018  *
7019  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7020  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7021  */
7022 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7023 {
7024         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7025
7026         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7027                 struct page_counter *fail;
7028
7029                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7030                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7031                         return true;
7032                 }
7033                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7034                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7035                 return false;
7036         }
7037
7038         /* Don't block in the packet receive path */
7039         if (in_softirq())
7040                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7041
7042         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7043
7044         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7045                 return true;
7046
7047         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7048         return false;
7049 }
7050
7051 /**
7052  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7053  * @memcg: memcg to uncharge
7054  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7055  */
7056 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7057 {
7058         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7059                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7060                 return;
7061         }
7062
7063         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7064
7065         refill_stock(memcg, nr_pages);
7066 }
7067
7068 static int __init cgroup_memory(char *s)
7069 {
7070         char *token;
7071
7072         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7073                 if (!*token)
7074                         continue;
7075                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7076                         cgroup_memory_nosocket = true;
7077                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7078                         cgroup_memory_nokmem = true;
7079         }
7080         return 0;
7081 }
7082 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7083
7084 /*
7085  * subsys_initcall() for memory controller.
7086  *
7087  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7088  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7089  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7090  * should be initialized from here.
7091  */
7092 static int __init mem_cgroup_init(void)
7093 {
7094         int cpu, node;
7095
7096         /*
7097          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7098          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7099          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7100          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7101          */
7102         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7103
7104         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7105                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7106
7107         for_each_possible_cpu(cpu)
7108                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7109                           drain_local_stock);
7110
7111         for_each_node(node) {
7112                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7113
7114                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7115                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7116
7117                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7118                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7119                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7120                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7121         }
7122
7123         return 0;
7124 }
7125 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7126
7127 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7128 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7129 {
7130         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7131                 /*
7132                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7133                  * always be >= 1.
7134                  */
7135                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7136                         VM_BUG_ON(1);
7137                         break;
7138                 }
7139                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7140                 if (!memcg)
7141                         memcg = root_mem_cgroup;
7142         }
7143         return memcg;
7144 }
7145
7146 /**
7147  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7148  * @page: page whose memsw charge to transfer
7149  * @entry: swap entry to move the charge to
7150  *
7151  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7152  */
7153 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7154 {
7155         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7156         unsigned int nr_entries;
7157         unsigned short oldid;
7158
7159         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7160         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7161
7162         if (mem_cgroup_disabled())
7163                 return;
7164
7165         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7166                 return;
7167
7168         memcg = page_memcg(page);
7169
7170         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7171         if (!memcg)
7172                 return;
7173
7174         /*
7175          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7176          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7177          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7178          */
7179         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7180         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7181         /* Get references for the tail pages, too */
7182         if (nr_entries > 1)
7183                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7184         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7185                                    nr_entries);
7186         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7187         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7188
7189         page->memcg_data = 0;
7190
7191         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7192                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7193
7194         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7195                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7196                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7197                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7198         }
7199
7200         /*
7201          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7202          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7203          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7204          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7205          */
7206         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7207         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7208         memcg_check_events(memcg, page);
7209
7210         css_put(&memcg->css);
7211 }
7212
7213 /**
7214  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7215  * @page: page being added to swap
7216  * @entry: swap entry to charge
7217  *
7218  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7219  *
7220  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7221  */
7222 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7223 {
7224         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7225         struct page_counter *counter;
7226         struct mem_cgroup *memcg;
7227         unsigned short oldid;
7228
7229         if (mem_cgroup_disabled())
7230                 return 0;
7231
7232         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7233                 return 0;
7234
7235         memcg = page_memcg(page);
7236
7237         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7238         if (!memcg)
7239                 return 0;
7240
7241         if (!entry.val) {
7242                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7243                 return 0;
7244         }
7245
7246         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7247
7248         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7249             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7250                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7251                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7252                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7253                 return -ENOMEM;
7254         }
7255
7256         /* Get references for the tail pages, too */
7257         if (nr_pages > 1)
7258                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7259         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7260         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7261         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7262
7263         return 0;
7264 }
7265
7266 /**
7267  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7268  * @entry: swap entry to uncharge
7269  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7270  */
7271 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7272 {
7273         struct mem_cgroup *memcg;
7274         unsigned short id;
7275
7276         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7277         rcu_read_lock();
7278         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7279         if (memcg) {
7280                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7281                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7282                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7283                         else
7284                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7285                 }
7286                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7287                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7288         }
7289         rcu_read_unlock();
7290 }
7291
7292 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7293 {
7294         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7295
7296         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7297                 return nr_swap_pages;
7298         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7299                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7300                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7301                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7302         return nr_swap_pages;
7303 }
7304
7305 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7306 {
7307         struct mem_cgroup *memcg;
7308
7309         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7310
7311         if (vm_swap_full())
7312                 return true;
7313         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7314                 return false;
7315
7316         memcg = page_memcg(page);
7317         if (!memcg)
7318                 return false;
7319
7320         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7321                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7322
7323                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7324                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7325                         return true;
7326         }
7327
7328         return false;
7329 }
7330
7331 static int __init setup_swap_account(char *s)
7332 {
7333         if (!strcmp(s, "1"))
7334                 cgroup_memory_noswap = false;
7335         else if (!strcmp(s, "0"))
7336                 cgroup_memory_noswap = true;
7337         return 1;
7338 }
7339 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7340
7341 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7342                              struct cftype *cft)
7343 {
7344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7345
7346         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7347 }
7348
7349 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7350 {
7351         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7352                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7353 }
7354
7355 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7356                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7357 {
7358         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7359         unsigned long high;
7360         int err;
7361
7362         buf = strstrip(buf);
7363         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7364         if (err)
7365                 return err;
7366
7367         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7368
7369         return nbytes;
7370 }
7371
7372 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7373 {
7374         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7375                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7376 }
7377
7378 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7379                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7380 {
7381         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7382         unsigned long max;
7383         int err;
7384
7385         buf = strstrip(buf);
7386         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7387         if (err)
7388                 return err;
7389
7390         xchg(&memcg->swap.max, max);
7391
7392         return nbytes;
7393 }
7394
7395 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7396 {
7397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7398
7399         seq_printf(m, "high %lu\n",
7400                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7401         seq_printf(m, "max %lu\n",
7402                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7403         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7404                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7405
7406         return 0;
7407 }
7408
7409 static struct cftype swap_files[] = {
7410         {
7411                 .name = "swap.current",
7412                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7413                 .read_u64 = swap_current_read,
7414         },
7415         {
7416                 .name = "swap.high",
7417                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7418                 .seq_show = swap_high_show,
7419                 .write = swap_high_write,
7420         },
7421         {
7422                 .name = "swap.max",
7423                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7424                 .seq_show = swap_max_show,
7425                 .write = swap_max_write,
7426         },
7427         {
7428                 .name = "swap.events",
7429                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7430                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7431                 .seq_show = swap_events_show,
7432         },
7433         { }     /* terminate */
7434 };
7435
7436 static struct cftype memsw_files[] = {
7437         {
7438                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7439                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7440                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7441         },
7442         {
7443                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7444                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7445                 .write = mem_cgroup_reset,
7446                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7447         },
7448         {
7449                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7450                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7451                 .write = mem_cgroup_write,
7452                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7453         },
7454         {
7455                 .name = "memsw.failcnt",
7456                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7457                 .write = mem_cgroup_reset,
7458                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7459         },
7460         { },    /* terminate */
7461 };
7462
7463 /*
7464  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7465  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7466  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7467  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7468  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7469  */
7470 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7471 {
7472         /* No memory control -> no swap control */
7473         if (mem_cgroup_disabled())
7474                 cgroup_memory_noswap = true;
7475
7476         if (cgroup_memory_noswap)
7477                 return 0;
7478
7479         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7480         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7481
7482         return 0;
7483 }
7484 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7485
7486 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */