mm: memcg: make stats flushing threshold per-memcg
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/memremap.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/swap_cgroup.h>
59 #include <linux/cpu.h>
60 #include <linux/oom.h>
61 #include <linux/lockdep.h>
62 #include <linux/file.h>
63 #include <linux/resume_user_mode.h>
64 #include <linux/psi.h>
65 #include <linux/seq_buf.h>
66 #include <linux/sched/isolation.h>
67 #include "internal.h"
68 #include <net/sock.h>
69 #include <net/ip.h>
70 #include "slab.h"
71 #include "swap.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
83 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
84 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
85
86 /* Socket memory accounting disabled? */
87 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
88
89 /* Kernel memory accounting disabled? */
90 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
91
92 /* BPF memory accounting disabled? */
93 static bool cgroup_memory_nobpf __ro_after_init;
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys);
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_soft_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _KMEM,
211         _TCP,
212 };
213
214 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
215 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
216 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool task_is_dying(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
250 }
251
252 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT 0
253 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG (1UL << CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT)
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
257
258 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
259 {
260         return cgroup_memory_nokmem;
261 }
262
263 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
264                                       unsigned int nr_pages);
265
266 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
267 {
268         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
269         unsigned int nr_bytes;
270         unsigned int nr_pages;
271         unsigned long flags;
272
273         /*
274          * At this point all allocated objects are freed, and
275          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
276          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
277          *
278          * The following sequence can lead to it:
279          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
280          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
281          *          PAGE_SIZE bytes are charged
282          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
283          *          the stock if flushed,
284          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
285          * 5) CPU0: we do release this object,
286          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
287          * 6) CPU0: stock is flushed,
288          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
289          *
290          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
291          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
292          */
293         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
294         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
295         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
296
297         if (nr_pages)
298                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
299
300         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
301         list_del(&objcg->list);
302         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
303
304         percpu_ref_exit(ref);
305         kfree_rcu(objcg, rcu);
306 }
307
308 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
309 {
310         struct obj_cgroup *objcg;
311         int ret;
312
313         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
314         if (!objcg)
315                 return NULL;
316
317         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
318                               GFP_KERNEL);
319         if (ret) {
320                 kfree(objcg);
321                 return NULL;
322         }
323         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
324         return objcg;
325 }
326
327 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
328                                   struct mem_cgroup *parent)
329 {
330         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
331
332         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
333
334         spin_lock_irq(&objcg_lock);
335
336         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
337         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
338         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
339         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
340                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
341         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
342         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
343
344         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
345
346         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
347 }
348
349 /*
350  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
351  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
352  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
353  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
354  */
355 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_online_key);
356 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_online_key);
357
358 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_bpf_enabled_key);
359 EXPORT_SYMBOL(memcg_bpf_enabled_key);
360 #endif
361
362 /**
363  * mem_cgroup_css_from_folio - css of the memcg associated with a folio
364  * @folio: folio of interest
365  *
366  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
367  * with @folio is returned.  The returned css remains associated with @folio
368  * until it is released.
369  *
370  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
371  * is returned.
372  */
373 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_folio(struct folio *folio)
374 {
375         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
376
377         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
378                 memcg = root_mem_cgroup;
379
380         return &memcg->css;
381 }
382
383 /**
384  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
385  * @page: the page
386  *
387  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
388  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
389  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
390  *
391  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
392  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
393  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
394  * do not care (such as procfs interfaces).
395  */
396 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
397 {
398         struct mem_cgroup *memcg;
399         unsigned long ino = 0;
400
401         rcu_read_lock();
402         /* page_folio() is racy here, but the entire function is racy anyway */
403         memcg = folio_memcg_check(page_folio(page));
404
405         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
406                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
407         if (memcg)
408                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
409         rcu_read_unlock();
410         return ino;
411 }
412
413 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
414                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
415                                          unsigned long new_usage_in_excess)
416 {
417         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
418         struct rb_node *parent = NULL;
419         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
420         bool rightmost = true;
421
422         if (mz->on_tree)
423                 return;
424
425         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
426         if (!mz->usage_in_excess)
427                 return;
428         while (*p) {
429                 parent = *p;
430                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
431                                         tree_node);
432                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
433                         p = &(*p)->rb_left;
434                         rightmost = false;
435                 } else {
436                         p = &(*p)->rb_right;
437                 }
438         }
439
440         if (rightmost)
441                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
442
443         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
444         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = true;
446 }
447
448 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
449                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
450 {
451         if (!mz->on_tree)
452                 return;
453
454         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
455                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
456
457         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
458         mz->on_tree = false;
459 }
460
461 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
462                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
463 {
464         unsigned long flags;
465
466         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
467         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
468         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
469 }
470
471 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
472 {
473         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
474         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
475         unsigned long excess = 0;
476
477         if (nr_pages > soft_limit)
478                 excess = nr_pages - soft_limit;
479
480         return excess;
481 }
482
483 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
484 {
485         unsigned long excess;
486         struct mem_cgroup_per_node *mz;
487         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
488
489         if (lru_gen_enabled()) {
490                 if (soft_limit_excess(memcg))
491                         lru_gen_soft_reclaim(memcg, nid);
492                 return;
493         }
494
495         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
496         if (!mctz)
497                 return;
498         /*
499          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
500          * because their event counter is not touched.
501          */
502         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
503                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
504                 excess = soft_limit_excess(memcg);
505                 /*
506                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
507                  * mem is over its softlimit.
508                  */
509                 if (excess || mz->on_tree) {
510                         unsigned long flags;
511
512                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
513                         /* if on-tree, remove it */
514                         if (mz->on_tree)
515                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
516                         /*
517                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
518                          * If excess is 0, no tree ops.
519                          */
520                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
521                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
522                 }
523         }
524 }
525
526 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
527 {
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz;
530         int nid;
531
532         for_each_node(nid) {
533                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
534                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
535                 if (mctz)
536                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
537         }
538 }
539
540 static struct mem_cgroup_per_node *
541 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
542 {
543         struct mem_cgroup_per_node *mz;
544
545 retry:
546         mz = NULL;
547         if (!mctz->rb_rightmost)
548                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
549
550         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
551                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
552         /*
553          * Remove the node now but someone else can add it back,
554          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
555          * position in the tree.
556          */
557         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
558         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
559             !css_tryget(&mz->memcg->css))
560                 goto retry;
561 done:
562         return mz;
563 }
564
565 static struct mem_cgroup_per_node *
566 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
567 {
568         struct mem_cgroup_per_node *mz;
569
570         spin_lock_irq(&mctz->lock);
571         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
572         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
573         return mz;
574 }
575
576 /* Subset of vm_event_item to report for memcg event stats */
577 static const unsigned int memcg_vm_event_stat[] = {
578         PGPGIN,
579         PGPGOUT,
580         PGSCAN_KSWAPD,
581         PGSCAN_DIRECT,
582         PGSCAN_KHUGEPAGED,
583         PGSTEAL_KSWAPD,
584         PGSTEAL_DIRECT,
585         PGSTEAL_KHUGEPAGED,
586         PGFAULT,
587         PGMAJFAULT,
588         PGREFILL,
589         PGACTIVATE,
590         PGDEACTIVATE,
591         PGLAZYFREE,
592         PGLAZYFREED,
593 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
594         ZSWPIN,
595         ZSWPOUT,
596         ZSWPWB,
597 #endif
598 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
599         THP_FAULT_ALLOC,
600         THP_COLLAPSE_ALLOC,
601         THP_SWPOUT,
602         THP_SWPOUT_FALLBACK,
603 #endif
604 };
605
606 #define NR_MEMCG_EVENTS ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat)
607 static int mem_cgroup_events_index[NR_VM_EVENT_ITEMS] __read_mostly;
608
609 static void init_memcg_events(void)
610 {
611         int i;
612
613         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; ++i)
614                 mem_cgroup_events_index[memcg_vm_event_stat[i]] = i + 1;
615 }
616
617 static inline int memcg_events_index(enum vm_event_item idx)
618 {
619         return mem_cgroup_events_index[idx] - 1;
620 }
621
622 struct memcg_vmstats_percpu {
623         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
624         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
625         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
626
627         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
628         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
629         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
630
631         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
632         unsigned long           nr_page_events;
633         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
634
635         /* Stats updates since the last flush */
636         unsigned int            stats_updates;
637 };
638
639 struct memcg_vmstats {
640         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
641         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
642         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
643
644         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
645         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
646         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
647
648         /* Pending child counts during tree propagation */
649         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
650         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
651
652         /* Stats updates since the last flush */
653         atomic64_t              stats_updates;
654 };
655
656 /*
657  * memcg and lruvec stats flushing
658  *
659  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
660  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
661  * flushing the kernel does:
662  *
663  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
664  *    rstat update tree grow unbounded.
665  *
666  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
667  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
668  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
669  *    only for 2 seconds due to (1).
670  */
671 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
672 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
673 static atomic_t stats_flush_ongoing = ATOMIC_INIT(0);
674 static u64 flush_last_time;
675
676 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
677
678 /*
679  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
680  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
681  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
682  * is sufficient.
683  */
684 static void memcg_stats_lock(void)
685 {
686         preempt_disable_nested();
687         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
688 }
689
690 static void __memcg_stats_lock(void)
691 {
692         preempt_disable_nested();
693 }
694
695 static void memcg_stats_unlock(void)
696 {
697         preempt_enable_nested();
698 }
699
700
701 static bool memcg_should_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
702 {
703         return atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates) >
704                 MEMCG_CHARGE_BATCH * num_online_cpus();
705 }
706
707 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
708 {
709         int cpu = smp_processor_id();
710         unsigned int x;
711
712         if (!val)
713                 return;
714
715         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, cpu);
716
717         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
718                 x = __this_cpu_add_return(memcg->vmstats_percpu->stats_updates,
719                                           abs(val));
720
721                 if (x < MEMCG_CHARGE_BATCH)
722                         continue;
723
724                 /*
725                  * If @memcg is already flush-able, increasing stats_updates is
726                  * redundant. Avoid the overhead of the atomic update.
727                  */
728                 if (!memcg_should_flush_stats(memcg))
729                         atomic64_add(x, &memcg->vmstats->stats_updates);
730                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stats_updates, 0);
731         }
732 }
733
734 static void do_flush_stats(void)
735 {
736         /*
737          * We always flush the entire tree, so concurrent flushers can just
738          * skip. This avoids a thundering herd problem on the rstat global lock
739          * from memcg flushers (e.g. reclaim, refault, etc).
740          */
741         if (atomic_read(&stats_flush_ongoing) ||
742             atomic_xchg(&stats_flush_ongoing, 1))
743                 return;
744
745         WRITE_ONCE(flush_last_time, jiffies_64);
746
747         cgroup_rstat_flush(root_mem_cgroup->css.cgroup);
748
749         atomic_set(&stats_flush_ongoing, 0);
750 }
751
752 void mem_cgroup_flush_stats(void)
753 {
754         if (memcg_should_flush_stats(root_mem_cgroup))
755                 do_flush_stats();
756 }
757
758 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(void)
759 {
760         /* Only flush if the periodic flusher is one full cycle late */
761         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_last_time) + 2*FLUSH_TIME))
762                 mem_cgroup_flush_stats();
763 }
764
765 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
766 {
767         /*
768          * Deliberately ignore memcg_should_flush_stats() here so that flushing
769          * in latency-sensitive paths is as cheap as possible.
770          */
771         do_flush_stats();
772         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
773 }
774
775 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
776 {
777         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
778 #ifdef CONFIG_SMP
779         if (x < 0)
780                 x = 0;
781 #endif
782         return x;
783 }
784
785 static int memcg_page_state_unit(int item);
786
787 /*
788  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
789  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
790  */
791 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
792 {
793         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
794
795         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
796                 return val;
797         else
798                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
799 }
800
801 /**
802  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
803  * @memcg: the memory cgroup
804  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
805  * @val: delta to add to the counter, can be negative
806  */
807 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
808 {
809         if (mem_cgroup_disabled())
810                 return;
811
812         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
813         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
814 }
815
816 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
817 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
818 {
819         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
820
821 #ifdef CONFIG_SMP
822         if (x < 0)
823                 x = 0;
824 #endif
825         return x;
826 }
827
828 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
829                               int val)
830 {
831         struct mem_cgroup_per_node *pn;
832         struct mem_cgroup *memcg;
833
834         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
835         memcg = pn->memcg;
836
837         /*
838          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
839          * update their counter from in-interrupt context. For these two
840          * counters we check that the update is never performed from an
841          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
842          */
843         __memcg_stats_lock();
844         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
845                 switch (idx) {
846                 case NR_ANON_MAPPED:
847                 case NR_FILE_MAPPED:
848                 case NR_ANON_THPS:
849                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
850                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
851                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
852                         break;
853                 default:
854                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
855                 }
856         }
857
858         /* Update memcg */
859         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
860
861         /* Update lruvec */
862         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
863
864         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
865         memcg_stats_unlock();
866 }
867
868 /**
869  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
870  * @lruvec: the lruvec
871  * @idx: the stat item
872  * @val: delta to add to the counter, can be negative
873  *
874  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
875  * function updates the all three counters that are affected by a
876  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
877  */
878 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
879                         int val)
880 {
881         /* Update node */
882         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
883
884         /* Update memcg and lruvec */
885         if (!mem_cgroup_disabled())
886                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
887 }
888
889 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
890                              int val)
891 {
892         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
893         struct mem_cgroup *memcg;
894         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
895         struct lruvec *lruvec;
896
897         rcu_read_lock();
898         memcg = page_memcg(head);
899         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
900         if (!memcg) {
901                 rcu_read_unlock();
902                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
903                 return;
904         }
905
906         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
907         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
908         rcu_read_unlock();
909 }
910 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
911
912 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
913 {
914         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
915         struct mem_cgroup *memcg;
916         struct lruvec *lruvec;
917
918         rcu_read_lock();
919         memcg = mem_cgroup_from_slab_obj(p);
920
921         /*
922          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
923          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
924          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
925          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
926          */
927         if (!memcg) {
928                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
929         } else {
930                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
931                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
932         }
933         rcu_read_unlock();
934 }
935
936 /**
937  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
938  * @memcg: the memory cgroup
939  * @idx: the event item
940  * @count: the number of events that occurred
941  */
942 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
943                           unsigned long count)
944 {
945         int index = memcg_events_index(idx);
946
947         if (mem_cgroup_disabled() || index < 0)
948                 return;
949
950         memcg_stats_lock();
951         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[index], count);
952         memcg_rstat_updated(memcg, count);
953         memcg_stats_unlock();
954 }
955
956 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
957 {
958         int index = memcg_events_index(event);
959
960         if (index < 0)
961                 return 0;
962         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events[index]);
963 }
964
965 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
966 {
967         int index = memcg_events_index(event);
968
969         if (index < 0)
970                 return 0;
971
972         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events_local[index]);
973 }
974
975 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
976                                          int nr_pages)
977 {
978         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
979         if (nr_pages > 0)
980                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
981         else {
982                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
983                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
984         }
985
986         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
987 }
988
989 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
990                                        enum mem_cgroup_events_target target)
991 {
992         unsigned long val, next;
993
994         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
995         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
996         /* from time_after() in jiffies.h */
997         if ((long)(next - val) < 0) {
998                 switch (target) {
999                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1000                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1001                         break;
1002                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1003                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1004                         break;
1005                 default:
1006                         break;
1007                 }
1008                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
1009                 return true;
1010         }
1011         return false;
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Check events in order.
1016  *
1017  */
1018 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1019 {
1020         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1021                 return;
1022
1023         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1024         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1025                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1026                 bool do_softlimit;
1027
1028                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1029                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1030                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1031                 if (unlikely(do_softlimit))
1032                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
1033         }
1034 }
1035
1036 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1037 {
1038         /*
1039          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1040          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1041          * So this can be called with p == NULL.
1042          */
1043         if (unlikely(!p))
1044                 return NULL;
1045
1046         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1049
1050 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1051 {
1052         if (!in_task())
1053                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1054         else
1055                 return current->active_memcg;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1060  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1061  *
1062  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
1063  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
1064  * 1) The active memcg, if set.
1065  * 2) current->mm->memcg, if available
1066  * 3) root memcg
1067  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
1068  */
1069 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1070 {
1071         struct mem_cgroup *memcg;
1072
1073         if (mem_cgroup_disabled())
1074                 return NULL;
1075
1076         /*
1077          * Page cache insertions can happen without an
1078          * actual mm context, e.g. during disk probing
1079          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1080          *
1081          * No need to css_get on root memcg as the reference
1082          * counting is disabled on the root level in the
1083          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
1084          */
1085         if (unlikely(!mm)) {
1086                 memcg = active_memcg();
1087                 if (unlikely(memcg)) {
1088                         /* remote memcg must hold a ref */
1089                         css_get(&memcg->css);
1090                         return memcg;
1091                 }
1092                 mm = current->mm;
1093                 if (unlikely(!mm))
1094                         return root_mem_cgroup;
1095         }
1096
1097         rcu_read_lock();
1098         do {
1099                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1100                 if (unlikely(!memcg))
1101                         memcg = root_mem_cgroup;
1102         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1103         rcu_read_unlock();
1104         return memcg;
1105 }
1106 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1107
1108 /**
1109  * get_mem_cgroup_from_current - Obtain a reference on current task's memcg.
1110  */
1111 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         struct mem_cgroup *memcg;
1114
1115         if (mem_cgroup_disabled())
1116                 return NULL;
1117
1118 again:
1119         rcu_read_lock();
1120         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
1121         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
1122                 rcu_read_unlock();
1123                 goto again;
1124         }
1125         rcu_read_unlock();
1126         return memcg;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1131  * @root: hierarchy root
1132  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1133  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1134  *
1135  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1136  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1137  *
1138  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1139  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1140  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1141  *
1142  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1143  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1144  * same node.
1145  */
1146 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1147                                    struct mem_cgroup *prev,
1148                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1149 {
1150         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1151         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1152         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1153         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1154
1155         if (mem_cgroup_disabled())
1156                 return NULL;
1157
1158         if (!root)
1159                 root = root_mem_cgroup;
1160
1161         rcu_read_lock();
1162
1163         if (reclaim) {
1164                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1165
1166                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1167                 iter = &mz->iter;
1168
1169                 /*
1170                  * On start, join the current reclaim iteration cycle.
1171                  * Exit when a concurrent walker completes it.
1172                  */
1173                 if (!prev)
1174                         reclaim->generation = iter->generation;
1175                 else if (reclaim->generation != iter->generation)
1176                         goto out_unlock;
1177
1178                 while (1) {
1179                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1180                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1181                                 break;
1182                         /*
1183                          * css reference reached zero, so iter->position will
1184                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1185                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1186                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1187                          * might block it. So we clear iter->position right
1188                          * away.
1189                          */
1190                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1191                 }
1192         } else if (prev) {
1193                 pos = prev;
1194         }
1195
1196         if (pos)
1197                 css = &pos->css;
1198
1199         for (;;) {
1200                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1201                 if (!css) {
1202                         /*
1203                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1204                          * new one might jump in right at the end of
1205                          * the hierarchy - make sure they see at least
1206                          * one group and restart from the beginning.
1207                          */
1208                         if (!prev)
1209                                 continue;
1210                         break;
1211                 }
1212
1213                 /*
1214                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1215                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1216                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1217                  */
1218                 if (css == &root->css || css_tryget(css)) {
1219                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1220                         break;
1221                 }
1222         }
1223
1224         if (reclaim) {
1225                 /*
1226                  * The position could have already been updated by a competing
1227                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1228                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1229                  */
1230                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1231
1232                 if (pos)
1233                         css_put(&pos->css);
1234
1235                 if (!memcg)
1236                         iter->generation++;
1237         }
1238
1239 out_unlock:
1240         rcu_read_unlock();
1241         if (prev && prev != root)
1242                 css_put(&prev->css);
1243
1244         return memcg;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1249  * @root: hierarchy root
1250  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1251  */
1252 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1253                            struct mem_cgroup *prev)
1254 {
1255         if (!root)
1256                 root = root_mem_cgroup;
1257         if (prev && prev != root)
1258                 css_put(&prev->css);
1259 }
1260
1261 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1262                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1263 {
1264         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1265         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1266         int nid;
1267
1268         for_each_node(nid) {
1269                 mz = from->nodeinfo[nid];
1270                 iter = &mz->iter;
1271                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1272         }
1273 }
1274
1275 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1276 {
1277         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1278         struct mem_cgroup *last;
1279
1280         do {
1281                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1282                 last = memcg;
1283         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1284
1285         /*
1286          * When cgroup1 non-hierarchy mode is used,
1287          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1288          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1289          * dead_memcg from cgroup root separately.
1290          */
1291         if (!mem_cgroup_is_root(last))
1292                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1293                                                 dead_memcg);
1294 }
1295
1296 /**
1297  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1298  * @memcg: hierarchy root
1299  * @fn: function to call for each task
1300  * @arg: argument passed to @fn
1301  *
1302  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1303  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1304  * value, the function breaks the iteration loop. Otherwise, it will iterate
1305  * over all tasks and return 0.
1306  *
1307  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1308  */
1309 void mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1310                            int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1311 {
1312         struct mem_cgroup *iter;
1313         int ret = 0;
1314
1315         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
1316
1317         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1318                 struct css_task_iter it;
1319                 struct task_struct *task;
1320
1321                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1322                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1323                         ret = fn(task, arg);
1324                 css_task_iter_end(&it);
1325                 if (ret) {
1326                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1327                         break;
1328                 }
1329         }
1330 }
1331
1332 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1333 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1334 {
1335         struct mem_cgroup *memcg;
1336
1337         if (mem_cgroup_disabled())
1338                 return;
1339
1340         memcg = folio_memcg(folio);
1341
1342         if (!memcg)
1343                 VM_BUG_ON_FOLIO(!mem_cgroup_is_root(lruvec_memcg(lruvec)), folio);
1344         else
1345                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1346 }
1347 #endif
1348
1349 /**
1350  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1351  * @folio: Pointer to the folio.
1352  *
1353  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1354  * - folio locked
1355  * - folio_test_lru false
1356  * - folio_memcg_lock()
1357  * - folio frozen (refcount of 0)
1358  *
1359  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1360  */
1361 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1362 {
1363         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1364
1365         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1366         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1367
1368         return lruvec;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1373  * @folio: Pointer to the folio.
1374  *
1375  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1376  * - folio locked
1377  * - folio_test_lru false
1378  * - folio_memcg_lock()
1379  * - folio frozen (refcount of 0)
1380  *
1381  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1382  * disabled.
1383  */
1384 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1385 {
1386         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1387
1388         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1389         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1390
1391         return lruvec;
1392 }
1393
1394 /**
1395  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1396  * @folio: Pointer to the folio.
1397  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1398  *
1399  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1400  * - folio locked
1401  * - folio_test_lru false
1402  * - folio_memcg_lock()
1403  * - folio frozen (refcount of 0)
1404  *
1405  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1406  * disabled.
1407  */
1408 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1409                 unsigned long *flags)
1410 {
1411         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1412
1413         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1414         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1415
1416         return lruvec;
1417 }
1418
1419 /**
1420  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1421  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1422  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1423  * @zid: zone id of the accounted pages
1424  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1425  *
1426  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1427  * to or just after a page is removed from an lru list.
1428  */
1429 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1430                                 int zid, int nr_pages)
1431 {
1432         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1433         unsigned long *lru_size;
1434         long size;
1435
1436         if (mem_cgroup_disabled())
1437                 return;
1438
1439         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1440         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1441
1442         if (nr_pages < 0)
1443                 *lru_size += nr_pages;
1444
1445         size = *lru_size;
1446         if (WARN_ONCE(size < 0,
1447                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1448                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1449                 VM_BUG_ON(1);
1450                 *lru_size = 0;
1451         }
1452
1453         if (nr_pages > 0)
1454                 *lru_size += nr_pages;
1455 }
1456
1457 /**
1458  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1459  * @memcg: the memory cgroup
1460  *
1461  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1462  * pages.
1463  */
1464 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1465 {
1466         unsigned long margin = 0;
1467         unsigned long count;
1468         unsigned long limit;
1469
1470         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1471         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1472         if (count < limit)
1473                 margin = limit - count;
1474
1475         if (do_memsw_account()) {
1476                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1477                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1478                 if (count < limit)
1479                         margin = min(margin, limit - count);
1480                 else
1481                         margin = 0;
1482         }
1483
1484         return margin;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1489  *
1490  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1491  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1492  * caused by "move".
1493  */
1494 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1495 {
1496         struct mem_cgroup *from;
1497         struct mem_cgroup *to;
1498         bool ret = false;
1499         /*
1500          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1501          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1502          */
1503         spin_lock(&mc.lock);
1504         from = mc.from;
1505         to = mc.to;
1506         if (!from)
1507                 goto unlock;
1508
1509         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1510                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1511 unlock:
1512         spin_unlock(&mc.lock);
1513         return ret;
1514 }
1515
1516 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1517 {
1518         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1519                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1520                         DEFINE_WAIT(wait);
1521                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1522                         /* moving charge context might have finished. */
1523                         if (mc.moving_task)
1524                                 schedule();
1525                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1526                         return true;
1527                 }
1528         }
1529         return false;
1530 }
1531
1532 struct memory_stat {
1533         const char *name;
1534         unsigned int idx;
1535 };
1536
1537 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1538         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1539         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1540         { "kernel",                     MEMCG_KMEM                      },
1541         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1542         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1543         { "sec_pagetables",             NR_SECONDARY_PAGETABLE          },
1544         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1545         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1546         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1547         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1548 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
1549         { "zswap",                      MEMCG_ZSWAP_B                   },
1550         { "zswapped",                   MEMCG_ZSWAPPED                  },
1551 #endif
1552         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1553         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1554         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1555 #ifdef CONFIG_SWAP
1556         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1557 #endif
1558 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1559         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1560         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1561         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1562 #endif
1563         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1564         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1565         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1566         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1567         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1568         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1569         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1570
1571         /* The memory events */
1572         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1573         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1574         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1575         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1576         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1577         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1578         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1579 };
1580
1581 /* The actual unit of the state item, not the same as the output unit */
1582 static int memcg_page_state_unit(int item)
1583 {
1584         switch (item) {
1585         case MEMCG_PERCPU_B:
1586         case MEMCG_ZSWAP_B:
1587         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1588         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1589                 return 1;
1590         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1591                 return SZ_1K;
1592         default:
1593                 return PAGE_SIZE;
1594         }
1595 }
1596
1597 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1598 static int memcg_page_state_output_unit(int item)
1599 {
1600         /*
1601          * Workingset state is actually in pages, but we export it to userspace
1602          * as a scalar count of events, so special case it here.
1603          */
1604         switch (item) {
1605         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1606         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1607         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1608         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1609         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1610         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1611         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1612                 return 1;
1613         default:
1614                 return memcg_page_state_unit(item);
1615         }
1616 }
1617
1618 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1619                                                     int item)
1620 {
1621         return memcg_page_state(memcg, item) *
1622                 memcg_page_state_output_unit(item);
1623 }
1624
1625 static inline unsigned long memcg_page_state_local_output(
1626                 struct mem_cgroup *memcg, int item)
1627 {
1628         return memcg_page_state_local(memcg, item) *
1629                 memcg_page_state_output_unit(item);
1630 }
1631
1632 static void memcg_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1633 {
1634         int i;
1635
1636         /*
1637          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1638          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1639          *
1640          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1641          * 1) generic big picture -> specifics and details
1642          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1643          *
1644          * Current memory state:
1645          */
1646         mem_cgroup_flush_stats();
1647
1648         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1649                 u64 size;
1650
1651                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1652                 seq_buf_printf(s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1653
1654                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1655                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1656                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1657                         seq_buf_printf(s, "slab %llu\n", size);
1658                 }
1659         }
1660
1661         /* Accumulated memory events */
1662         seq_buf_printf(s, "pgscan %lu\n",
1663                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1664                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT) +
1665                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KHUGEPAGED));
1666         seq_buf_printf(s, "pgsteal %lu\n",
1667                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1668                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT) +
1669                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KHUGEPAGED));
1670
1671         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat); i++) {
1672                 if (memcg_vm_event_stat[i] == PGPGIN ||
1673                     memcg_vm_event_stat[i] == PGPGOUT)
1674                         continue;
1675
1676                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n",
1677                                vm_event_name(memcg_vm_event_stat[i]),
1678                                memcg_events(memcg, memcg_vm_event_stat[i]));
1679         }
1680
1681         /* The above should easily fit into one page */
1682         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1683 }
1684
1685 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s);
1686
1687 static void memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1688 {
1689         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1690                 memcg_stat_format(memcg, s);
1691         else
1692                 memcg1_stat_format(memcg, s);
1693         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1694 }
1695
1696 /**
1697  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1698  * memory controller.
1699  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1700  * @p: Task that is going to be killed
1701  *
1702  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1703  * enabled
1704  */
1705 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1706 {
1707         rcu_read_lock();
1708
1709         if (memcg) {
1710                 pr_cont(",oom_memcg=");
1711                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1712         } else
1713                 pr_cont(",global_oom");
1714         if (p) {
1715                 pr_cont(",task_memcg=");
1716                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1717         }
1718         rcu_read_unlock();
1719 }
1720
1721 /**
1722  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1723  * memory controller.
1724  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1725  */
1726 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1727 {
1728         /* Use static buffer, for the caller is holding oom_lock. */
1729         static char buf[PAGE_SIZE];
1730         struct seq_buf s;
1731
1732         lockdep_assert_held(&oom_lock);
1733
1734         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1735                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1736                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1737         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1738                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1739                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1740                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1741         else {
1742                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1743                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1744                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1745                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1746                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1747                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1748         }
1749
1750         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1751         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1752         pr_cont(":");
1753         seq_buf_init(&s, buf, sizeof(buf));
1754         memory_stat_format(memcg, &s);
1755         seq_buf_do_printk(&s, KERN_INFO);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1760  */
1761 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1762 {
1763         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1764
1765         if (do_memsw_account()) {
1766                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1767                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1768                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1769
1770                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1771                 }
1772         } else {
1773                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1774                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1775                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1776         }
1777         return max;
1778 }
1779
1780 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1781 {
1782         return page_counter_read(&memcg->memory);
1783 }
1784
1785 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1786                                      int order)
1787 {
1788         struct oom_control oc = {
1789                 .zonelist = NULL,
1790                 .nodemask = NULL,
1791                 .memcg = memcg,
1792                 .gfp_mask = gfp_mask,
1793                 .order = order,
1794         };
1795         bool ret = true;
1796
1797         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1798                 return true;
1799
1800         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1801                 goto unlock;
1802
1803         /*
1804          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1805          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1806          */
1807         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1808
1809 unlock:
1810         mutex_unlock(&oom_lock);
1811         return ret;
1812 }
1813
1814 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1815                                    pg_data_t *pgdat,
1816                                    gfp_t gfp_mask,
1817                                    unsigned long *total_scanned)
1818 {
1819         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1820         int total = 0;
1821         int loop = 0;
1822         unsigned long excess;
1823         unsigned long nr_scanned;
1824         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1825                 .pgdat = pgdat,
1826         };
1827
1828         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1829
1830         while (1) {
1831                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1832                 if (!victim) {
1833                         loop++;
1834                         if (loop >= 2) {
1835                                 /*
1836                                  * If we have not been able to reclaim
1837                                  * anything, it might because there are
1838                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1839                                  */
1840                                 if (!total)
1841                                         break;
1842                                 /*
1843                                  * We want to do more targeted reclaim.
1844                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1845                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1846                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1847                                  */
1848                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1849                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1850                                         break;
1851                         }
1852                         continue;
1853                 }
1854                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1855                                         pgdat, &nr_scanned);
1856                 *total_scanned += nr_scanned;
1857                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1858                         break;
1859         }
1860         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1861         return total;
1862 }
1863
1864 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1865 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1866         .name = "memcg_oom_lock",
1867 };
1868 #endif
1869
1870 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1871
1872 /*
1873  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1874  * If someone is running, return false.
1875  */
1876 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1877 {
1878         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1879
1880         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1881
1882         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1883                 if (iter->oom_lock) {
1884                         /*
1885                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1886                          * so we cannot give a lock.
1887                          */
1888                         failed = iter;
1889                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1890                         break;
1891                 } else
1892                         iter->oom_lock = true;
1893         }
1894
1895         if (failed) {
1896                 /*
1897                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1898                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1899                  */
1900                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1901                         if (iter == failed) {
1902                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1903                                 break;
1904                         }
1905                         iter->oom_lock = false;
1906                 }
1907         } else
1908                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1909
1910         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1911
1912         return !failed;
1913 }
1914
1915 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1916 {
1917         struct mem_cgroup *iter;
1918
1919         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1920         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1921         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1922                 iter->oom_lock = false;
1923         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1924 }
1925
1926 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1927 {
1928         struct mem_cgroup *iter;
1929
1930         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1931         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1932                 iter->under_oom++;
1933         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1934 }
1935
1936 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1937 {
1938         struct mem_cgroup *iter;
1939
1940         /*
1941          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1942          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1943          */
1944         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1945         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1946                 if (iter->under_oom > 0)
1947                         iter->under_oom--;
1948         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1949 }
1950
1951 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1952
1953 struct oom_wait_info {
1954         struct mem_cgroup *memcg;
1955         wait_queue_entry_t      wait;
1956 };
1957
1958 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1959         unsigned mode, int sync, void *arg)
1960 {
1961         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1962         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1963         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1964
1965         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1966         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1967
1968         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1969             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1970                 return 0;
1971         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1972 }
1973
1974 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1975 {
1976         /*
1977          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1978          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1979          * this function is called as a result of userland actions
1980          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1981          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1982          * triggering notification.
1983          */
1984         if (memcg && memcg->under_oom)
1985                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Returns true if successfully killed one or more processes. Though in some
1990  * corner cases it can return true even without killing any process.
1991  */
1992 static bool mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1993 {
1994         bool locked, ret;
1995
1996         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1997                 return false;
1998
1999         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
2000
2001         /*
2002          * We are in the middle of the charge context here, so we
2003          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2004          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2005          *
2006          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
2007          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
2008          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
2009          * released.
2010          *
2011          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
2012          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
2013          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
2014          * invoke the oom killer here.
2015          *
2016          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2017          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2018          */
2019         if (READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable)) {
2020                 if (current->in_user_fault) {
2021                         css_get(&memcg->css);
2022                         current->memcg_in_oom = memcg;
2023                         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2024                         current->memcg_oom_order = order;
2025                 }
2026                 return false;
2027         }
2028
2029         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2030
2031         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2032
2033         if (locked)
2034                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2035
2036         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2037         ret = mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2038
2039         if (locked)
2040                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2041
2042         return ret;
2043 }
2044
2045 /**
2046  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2047  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2048  *
2049  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2050  * handler was enabled.
2051  *
2052  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2053  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2054  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2055  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2056  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2057  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2058  *
2059  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2060  * completed, %false otherwise.
2061  */
2062 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2063 {
2064         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2065         struct oom_wait_info owait;
2066         bool locked;
2067
2068         /* OOM is global, do not handle */
2069         if (!memcg)
2070                 return false;
2071
2072         if (!handle)
2073                 goto cleanup;
2074
2075         owait.memcg = memcg;
2076         owait.wait.flags = 0;
2077         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2078         owait.wait.private = current;
2079         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2080
2081         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2082         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2083
2084         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2085
2086         if (locked)
2087                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2088
2089         schedule();
2090         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2091         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2092
2093         if (locked)
2094                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2095 cleanup:
2096         current->memcg_in_oom = NULL;
2097         css_put(&memcg->css);
2098         return true;
2099 }
2100
2101 /**
2102  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2103  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2104  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2105  *
2106  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2107  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2108  *
2109  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2110  */
2111 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2112                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2115         struct mem_cgroup *memcg;
2116
2117         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2118                 return NULL;
2119
2120         if (!oom_domain)
2121                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2122
2123         rcu_read_lock();
2124
2125         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2126         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2127                 goto out;
2128
2129         /*
2130          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2131          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2132          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2133          */
2134         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2135                 goto out;
2136
2137         /*
2138          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2139          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2140          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2141          */
2142         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2143                 if (READ_ONCE(memcg->oom_group))
2144                         oom_group = memcg;
2145
2146                 if (memcg == oom_domain)
2147                         break;
2148         }
2149
2150         if (oom_group)
2151                 css_get(&oom_group->css);
2152 out:
2153         rcu_read_unlock();
2154
2155         return oom_group;
2156 }
2157
2158 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2159 {
2160         pr_info("Tasks in ");
2161         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2162         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2163 }
2164
2165 /**
2166  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2167  * @folio: The folio.
2168  *
2169  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2170  * another cgroup.
2171  *
2172  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2173  * for the lifetime of the folio.
2174  */
2175 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2176 {
2177         struct mem_cgroup *memcg;
2178         unsigned long flags;
2179
2180         /*
2181          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2182          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2183          * because page moving starts with an RCU grace period.
2184          */
2185         rcu_read_lock();
2186
2187         if (mem_cgroup_disabled())
2188                 return;
2189 again:
2190         memcg = folio_memcg(folio);
2191         if (unlikely(!memcg))
2192                 return;
2193
2194 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2195         local_irq_save(flags);
2196         might_lock(&memcg->move_lock);
2197         local_irq_restore(flags);
2198 #endif
2199
2200         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2201                 return;
2202
2203         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2204         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2205                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2206                 goto again;
2207         }
2208
2209         /*
2210          * When charge migration first begins, we can have multiple
2211          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2212          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2213          * move_lock for folio_memcg_unlock().
2214          */
2215         memcg->move_lock_task = current;
2216         memcg->move_lock_flags = flags;
2217 }
2218
2219 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2220 {
2221         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2222                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2223
2224                 memcg->move_lock_task = NULL;
2225                 memcg->move_lock_flags = 0;
2226
2227                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2228         }
2229
2230         rcu_read_unlock();
2231 }
2232
2233 /**
2234  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2235  * @folio: The folio.
2236  *
2237  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2238  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2239  * permit others to change it.
2240  */
2241 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2242 {
2243         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2244 }
2245
2246 struct memcg_stock_pcp {
2247         local_lock_t stock_lock;
2248         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2249         unsigned int nr_pages;
2250
2251 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2252         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2253         struct pglist_data *cached_pgdat;
2254         unsigned int nr_bytes;
2255         int nr_slab_reclaimable_b;
2256         int nr_slab_unreclaimable_b;
2257 #endif
2258
2259         struct work_struct work;
2260         unsigned long flags;
2261 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2262 };
2263 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock) = {
2264         .stock_lock = INIT_LOCAL_LOCK(stock_lock),
2265 };
2266 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2267
2268 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2269 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2270 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2271                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2272 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages);
2273
2274 #else
2275 static inline struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2276 {
2277         return NULL;
2278 }
2279 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2280                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2281 {
2282         return false;
2283 }
2284 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
2285 {
2286 }
2287 #endif
2288
2289 /**
2290  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2291  * @memcg: memcg to consume from.
2292  * @nr_pages: how many pages to charge.
2293  *
2294  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2295  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2296  * service an allocation will refill the stock.
2297  *
2298  * returns true if successful, false otherwise.
2299  */
2300 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2301 {
2302         struct memcg_stock_pcp *stock;
2303         unsigned long flags;
2304         bool ret = false;
2305
2306         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2307                 return ret;
2308
2309         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2310
2311         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2312         if (memcg == READ_ONCE(stock->cached) && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2313                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2314                 ret = true;
2315         }
2316
2317         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2318
2319         return ret;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2324  */
2325 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2326 {
2327         struct mem_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached);
2328
2329         if (!old)
2330                 return;
2331
2332         if (stock->nr_pages) {
2333                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2334                 if (do_memsw_account())
2335                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2336                 stock->nr_pages = 0;
2337         }
2338
2339         css_put(&old->css);
2340         WRITE_ONCE(stock->cached, NULL);
2341 }
2342
2343 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2344 {
2345         struct memcg_stock_pcp *stock;
2346         struct obj_cgroup *old = NULL;
2347         unsigned long flags;
2348
2349         /*
2350          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2351          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2352          * here with IRQ disabled
2353          */
2354         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2355
2356         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2357         old = drain_obj_stock(stock);
2358         drain_stock(stock);
2359         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2360
2361         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2362         if (old)
2363                 obj_cgroup_put(old);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2368  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2369  */
2370 static void __refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2371 {
2372         struct memcg_stock_pcp *stock;
2373
2374         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2375         if (READ_ONCE(stock->cached) != memcg) { /* reset if necessary */
2376                 drain_stock(stock);
2377                 css_get(&memcg->css);
2378                 WRITE_ONCE(stock->cached, memcg);
2379         }
2380         stock->nr_pages += nr_pages;
2381
2382         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2383                 drain_stock(stock);
2384 }
2385
2386 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2387 {
2388         unsigned long flags;
2389
2390         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2391         __refill_stock(memcg, nr_pages);
2392         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2397  * of the hierarchy under it.
2398  */
2399 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2400 {
2401         int cpu, curcpu;
2402
2403         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2404         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2405                 return;
2406         /*
2407          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2408          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2409          * as well as workers from this path always operate on the local
2410          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2411          */
2412         migrate_disable();
2413         curcpu = smp_processor_id();
2414         for_each_online_cpu(cpu) {
2415                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2416                 struct mem_cgroup *memcg;
2417                 bool flush = false;
2418
2419                 rcu_read_lock();
2420                 memcg = READ_ONCE(stock->cached);
2421                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2422                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2423                         flush = true;
2424                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2425                         flush = true;
2426                 rcu_read_unlock();
2427
2428                 if (flush &&
2429                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2430                         if (cpu == curcpu)
2431                                 drain_local_stock(&stock->work);
2432                         else if (!cpu_is_isolated(cpu))
2433                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2434                 }
2435         }
2436         migrate_enable();
2437         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2438 }
2439
2440 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2441 {
2442         struct memcg_stock_pcp *stock;
2443
2444         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2445         drain_stock(stock);
2446
2447         return 0;
2448 }
2449
2450 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2451                                   unsigned int nr_pages,
2452                                   gfp_t gfp_mask)
2453 {
2454         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2455
2456         do {
2457                 unsigned long pflags;
2458
2459                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2460                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2461                         continue;
2462
2463                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2464
2465                 psi_memstall_enter(&pflags);
2466                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2467                                                         gfp_mask,
2468                                                         MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
2469                 psi_memstall_leave(&pflags);
2470         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2471                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2472
2473         return nr_reclaimed;
2474 }
2475
2476 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2477 {
2478         struct mem_cgroup *memcg;
2479
2480         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2481         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2486  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2487  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2488  */
2489 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2490
2491 /*
2492  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2493  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2494  * below.
2495  *
2496  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2497  *   overage ratio to a delay.
2498  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2499  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2500  *   to produce a reasonable delay curve.
2501  *
2502  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2503  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2504  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2505  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2506  * example, with a high of 100 megabytes:
2507  *
2508  *  +-------+------------------------+
2509  *  | usage | time to allocate in ms |
2510  *  +-------+------------------------+
2511  *  | 100M  |                      0 |
2512  *  | 101M  |                      6 |
2513  *  | 102M  |                     25 |
2514  *  | 103M  |                     57 |
2515  *  | 104M  |                    102 |
2516  *  | 105M  |                    159 |
2517  *  | 106M  |                    230 |
2518  *  | 107M  |                    313 |
2519  *  | 108M  |                    409 |
2520  *  | 109M  |                    518 |
2521  *  | 110M  |                    639 |
2522  *  | 111M  |                    774 |
2523  *  | 112M  |                    921 |
2524  *  | 113M  |                   1081 |
2525  *  | 114M  |                   1254 |
2526  *  | 115M  |                   1439 |
2527  *  | 116M  |                   1638 |
2528  *  | 117M  |                   1849 |
2529  *  | 118M  |                   2000 |
2530  *  | 119M  |                   2000 |
2531  *  | 120M  |                   2000 |
2532  *  +-------+------------------------+
2533  */
2534  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2535  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2536
2537 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2538 {
2539         u64 overage;
2540
2541         if (usage <= high)
2542                 return 0;
2543
2544         /*
2545          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2546          * it was a threshold of 1 page
2547          */
2548         high = max(high, 1UL);
2549
2550         overage = usage - high;
2551         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2552         return div64_u64(overage, high);
2553 }
2554
2555 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2556 {
2557         u64 overage, max_overage = 0;
2558
2559         do {
2560                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2561                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2562                 max_overage = max(overage, max_overage);
2563         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2564                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2565
2566         return max_overage;
2567 }
2568
2569 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2570 {
2571         u64 overage, max_overage = 0;
2572
2573         do {
2574                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2575                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2576                 if (overage)
2577                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2578                 max_overage = max(overage, max_overage);
2579         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2580                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2581
2582         return max_overage;
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2587  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2588  */
2589 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2590                                           unsigned int nr_pages,
2591                                           u64 max_overage)
2592 {
2593         unsigned long penalty_jiffies;
2594
2595         if (!max_overage)
2596                 return 0;
2597
2598         /*
2599          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2600          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2601          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2602          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2603          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2604          * overage amount.
2605          */
2606         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2607         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2608         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2609
2610         /*
2611          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2612          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2613          * 4N-sized allocation.
2614          *
2615          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2616          * larger the current charge patch is than that.
2617          */
2618         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2623  * and reclaims memory over the high limit.
2624  */
2625 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2626 {
2627         unsigned long penalty_jiffies;
2628         unsigned long pflags;
2629         unsigned long nr_reclaimed;
2630         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2631         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2632         struct mem_cgroup *memcg;
2633         bool in_retry = false;
2634
2635         if (likely(!nr_pages))
2636                 return;
2637
2638         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2639         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2640
2641 retry_reclaim:
2642         /*
2643          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2644          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2645          * or breaching resource isolation.
2646          *
2647          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2648          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2649          * allocator run every time an allocation is made.
2650          */
2651         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2652                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2653                                     gfp_mask);
2654
2655         /*
2656          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2657          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2658          */
2659         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2660                                                mem_find_max_overage(memcg));
2661
2662         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2663                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2664
2665         /*
2666          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2667          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2668          * extremely slowly.
2669          */
2670         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2671
2672         /*
2673          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2674          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2675          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2676          * been aggressively reclaimed enough yet.
2677          */
2678         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2679                 goto out;
2680
2681         /*
2682          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2683          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2684          * throttling.
2685          */
2686         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2687                 in_retry = true;
2688                 goto retry_reclaim;
2689         }
2690
2691         /*
2692          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2693          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2694          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2695          */
2696         psi_memstall_enter(&pflags);
2697         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2698         psi_memstall_leave(&pflags);
2699
2700 out:
2701         css_put(&memcg->css);
2702 }
2703
2704 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2705                         unsigned int nr_pages)
2706 {
2707         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2708         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2709         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2710         struct page_counter *counter;
2711         unsigned long nr_reclaimed;
2712         bool passed_oom = false;
2713         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2714         bool drained = false;
2715         bool raised_max_event = false;
2716         unsigned long pflags;
2717
2718 retry:
2719         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2720                 return 0;
2721
2722         if (!do_memsw_account() ||
2723             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2724                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2725                         goto done_restock;
2726                 if (do_memsw_account())
2727                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2728                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2729         } else {
2730                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2731                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2732         }
2733
2734         if (batch > nr_pages) {
2735                 batch = nr_pages;
2736                 goto retry;
2737         }
2738
2739         /*
2740          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2741          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2742          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2743          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2744          */
2745         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2746                 goto force;
2747
2748         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2749                 goto nomem;
2750
2751         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2752                 goto nomem;
2753
2754         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2755         raised_max_event = true;
2756
2757         psi_memstall_enter(&pflags);
2758         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2759                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2760         psi_memstall_leave(&pflags);
2761
2762         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2763                 goto retry;
2764
2765         if (!drained) {
2766                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2767                 drained = true;
2768                 goto retry;
2769         }
2770
2771         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2772                 goto nomem;
2773         /*
2774          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2775          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2776          * before killing the task.
2777          *
2778          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2779          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2780          * to regular pages anyway in case of failure.
2781          */
2782         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2783                 goto retry;
2784         /*
2785          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2786          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2787          */
2788         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2789                 goto retry;
2790
2791         if (nr_retries--)
2792                 goto retry;
2793
2794         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2795                 goto nomem;
2796
2797         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2798         if (passed_oom && task_is_dying())
2799                 goto nomem;
2800
2801         /*
2802          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2803          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2804          * couldn't make any progress.
2805          */
2806         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2807                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2808                 passed_oom = true;
2809                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2810                 goto retry;
2811         }
2812 nomem:
2813         /*
2814          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2815          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2816          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2817          * and let these go through as privileged allocations.
2818          */
2819         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2820                 return -ENOMEM;
2821 force:
2822         /*
2823          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2824          * a MEMCG_MAX event.
2825          */
2826         if (!raised_max_event)
2827                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2828
2829         /*
2830          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2831          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2832          * temporarily by force charging it.
2833          */
2834         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2835         if (do_memsw_account())
2836                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2837
2838         return 0;
2839
2840 done_restock:
2841         if (batch > nr_pages)
2842                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2843
2844         /*
2845          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2846          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2847          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2848          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2849          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2850          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2851          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2852          */
2853         do {
2854                 bool mem_high, swap_high;
2855
2856                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2857                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2858                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2859                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2860
2861                 /* Don't bother a random interrupted task */
2862                 if (!in_task()) {
2863                         if (mem_high) {
2864                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2865                                 break;
2866                         }
2867                         continue;
2868                 }
2869
2870                 if (mem_high || swap_high) {
2871                         /*
2872                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2873                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2874                          * of the memory or swap footprints.
2875                          *
2876                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2877                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2878                          * based on how much each task is actually allocating.
2879                          */
2880                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2881                         set_notify_resume(current);
2882                         break;
2883                 }
2884         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2885
2886         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2887             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2888             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
2889                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2890         }
2891         return 0;
2892 }
2893
2894 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2895                              unsigned int nr_pages)
2896 {
2897         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2898                 return 0;
2899
2900         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2901 }
2902
2903 /**
2904  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2905  * @memcg: memcg previously charged.
2906  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2907  */
2908 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2909 {
2910         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2911                 return;
2912
2913         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2914         if (do_memsw_account())
2915                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2916 }
2917
2918 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2921         /*
2922          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2923          *
2924          * - the page lock
2925          * - LRU isolation
2926          * - folio_memcg_lock()
2927          * - exclusive reference
2928          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2929          */
2930         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2931 }
2932
2933 /**
2934  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2935  * @folio: folio to commit the charge to.
2936  * @memcg: memcg previously charged.
2937  */
2938 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2939 {
2940         css_get(&memcg->css);
2941         commit_charge(folio, memcg);
2942
2943         local_irq_disable();
2944         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2945         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2946         local_irq_enable();
2947 }
2948
2949 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2950 /*
2951  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2952  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2953  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2954  */
2955 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2956                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2957
2958 /*
2959  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2960  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2961  */
2962 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2963                                      struct pglist_data *pgdat,
2964                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2965 {
2966         struct mem_cgroup *memcg;
2967         struct lruvec *lruvec;
2968
2969         rcu_read_lock();
2970         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2971         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2972         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2973         rcu_read_unlock();
2974 }
2975
2976 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2977                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
2978 {
2979         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
2980         unsigned long memcg_data;
2981         void *vec;
2982
2983         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2984         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2985                            slab_nid(slab));
2986         if (!vec)
2987                 return -ENOMEM;
2988
2989         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2990         if (new_slab) {
2991                 /*
2992                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
2993                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
2994                  * be simply assigned.
2995                  */
2996                 slab->memcg_data = memcg_data;
2997         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2998                 /*
2999                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
3000                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
3001                  * objcg vector should be reused.
3002                  */
3003                 kfree(vec);
3004                 return 0;
3005         }
3006
3007         kmemleak_not_leak(vec);
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 static __always_inline
3012 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
3013 {
3014         /*
3015          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3016          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3017          * slab->memcg_data.
3018          */
3019         if (folio_test_slab(folio)) {
3020                 struct obj_cgroup **objcgs;
3021                 struct slab *slab;
3022                 unsigned int off;
3023
3024                 slab = folio_slab(folio);
3025                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3026                 if (!objcgs)
3027                         return NULL;
3028
3029                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3030                 if (objcgs[off])
3031                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3032
3033                 return NULL;
3034         }
3035
3036         /*
3037          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3038          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3039          * slab->memcg_data has not been freed yet
3040          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3041          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3042          */
3043         return folio_memcg_check(folio);
3044 }
3045
3046 /*
3047  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3048  *
3049  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3050  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3051  * should be used.
3052  *
3053  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3054  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3055  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3056  *
3057  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3058  * cgroup_mutex, etc.
3059  */
3060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3061 {
3062         struct folio *folio;
3063
3064         if (mem_cgroup_disabled())
3065                 return NULL;
3066
3067         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3068                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3069         else
3070                 folio = virt_to_folio(p);
3071
3072         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3073 }
3074
3075 /*
3076  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3077  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3078  * allocated using vmalloc().
3079  *
3080  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3081  *
3082  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3083  * cgroup_mutex, etc.
3084  */
3085 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3086 {
3087         if (mem_cgroup_disabled())
3088                 return NULL;
3089
3090         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3091 }
3092
3093 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3094 {
3095         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3096
3097         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3098                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3099                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3100                         break;
3101                 objcg = NULL;
3102         }
3103         return objcg;
3104 }
3105
3106 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3107 {
3108         struct mem_cgroup *memcg;
3109         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3110
3111         do {
3112                 /* Atomically drop the update bit. */
3113                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3114                 if (old) {
3115                         old = (struct obj_cgroup *)
3116                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3117                         if (old)
3118                                 obj_cgroup_put(old);
3119
3120                         old = NULL;
3121                 }
3122
3123                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3124                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3125                         return NULL;
3126
3127                 /*
3128                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3129                  * if try_cmpxcg() below fails.
3130                  */
3131                 if (unlikely(objcg)) {
3132                         obj_cgroup_put(objcg);
3133                         objcg = NULL;
3134                 }
3135
3136                 /*
3137                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3138                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3139                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3140                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3141                  */
3142
3143                 rcu_read_lock();
3144                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3145                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3146                 rcu_read_unlock();
3147
3148                 /*
3149                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3150                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3151                  * the whole procedure should be repeated.
3152                  */
3153         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3154
3155         return objcg;
3156 }
3157
3158 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3159 {
3160         struct mem_cgroup *memcg;
3161         struct obj_cgroup *objcg;
3162
3163         if (in_task()) {
3164                 memcg = current->active_memcg;
3165                 if (unlikely(memcg))
3166                         goto from_memcg;
3167
3168                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3169                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3170                         objcg = current_objcg_update();
3171                 /*
3172                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3173                  * to use the objcg by the current task.
3174                  */
3175                 return objcg;
3176         }
3177
3178         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3179         if (unlikely(memcg))
3180                 goto from_memcg;
3181
3182         return NULL;
3183
3184 from_memcg:
3185         objcg = NULL;
3186         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3187                 /*
3188                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3189                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3190                  * away and can be used within the scope without any additional
3191                  * protection.
3192                  */
3193                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3194                 if (likely(objcg))
3195                         break;
3196         }
3197
3198         return objcg;
3199 }
3200
3201 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3202 {
3203         struct obj_cgroup *objcg;
3204
3205         if (!memcg_kmem_online())
3206                 return NULL;
3207
3208         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3209                 objcg = __folio_objcg(folio);
3210                 obj_cgroup_get(objcg);
3211         } else {
3212                 struct mem_cgroup *memcg;
3213
3214                 rcu_read_lock();
3215                 memcg = __folio_memcg(folio);
3216                 if (memcg)
3217                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3218                 else
3219                         objcg = NULL;
3220                 rcu_read_unlock();
3221         }
3222         return objcg;
3223 }
3224
3225 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3226 {
3227         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3228         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3229                 if (nr_pages > 0)
3230                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3231                 else
3232                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3233         }
3234 }
3235
3236
3237 /*
3238  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3239  * @objcg: object cgroup to uncharge
3240  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3241  */
3242 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3243                                       unsigned int nr_pages)
3244 {
3245         struct mem_cgroup *memcg;
3246
3247         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3248
3249         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3250         refill_stock(memcg, nr_pages);
3251
3252         css_put(&memcg->css);
3253 }
3254
3255 /*
3256  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3257  * @objcg: object cgroup to charge
3258  * @gfp: reclaim mode
3259  * @nr_pages: number of pages to charge
3260  *
3261  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3262  */
3263 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3264                                    unsigned int nr_pages)
3265 {
3266         struct mem_cgroup *memcg;
3267         int ret;
3268
3269         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3270
3271         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3272         if (ret)
3273                 goto out;
3274
3275         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3276 out:
3277         css_put(&memcg->css);
3278
3279         return ret;
3280 }
3281
3282 /**
3283  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3284  * @page: page to charge
3285  * @gfp: reclaim mode
3286  * @order: allocation order
3287  *
3288  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3289  */
3290 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3291 {
3292         struct obj_cgroup *objcg;
3293         int ret = 0;
3294
3295         objcg = current_obj_cgroup();
3296         if (objcg) {
3297                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3298                 if (!ret) {
3299                         obj_cgroup_get(objcg);
3300                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3301                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3302                         return 0;
3303                 }
3304         }
3305         return ret;
3306 }
3307
3308 /**
3309  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3310  * @page: page to uncharge
3311  * @order: allocation order
3312  */
3313 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3314 {
3315         struct folio *folio = page_folio(page);
3316         struct obj_cgroup *objcg;
3317         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3318
3319         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3320                 return;
3321
3322         objcg = __folio_objcg(folio);
3323         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3324         folio->memcg_data = 0;
3325         obj_cgroup_put(objcg);
3326 }
3327
3328 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3329                      enum node_stat_item idx, int nr)
3330 {
3331         struct memcg_stock_pcp *stock;
3332         struct obj_cgroup *old = NULL;
3333         unsigned long flags;
3334         int *bytes;
3335
3336         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3337         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3338
3339         /*
3340          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3341          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3342          * changes.
3343          */
3344         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3345                 old = drain_obj_stock(stock);
3346                 obj_cgroup_get(objcg);
3347                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3348                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3349                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3350                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3351         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3352                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3353                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3354
3355                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3356                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3357                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3358                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3359                 }
3360                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3361                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3362                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3363                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3364                 }
3365                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3366         }
3367
3368         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3369                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3370         /*
3371          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3372          * cached locally at least once before pushing it out.
3373          */
3374         if (!*bytes) {
3375                 *bytes = nr;
3376                 nr = 0;
3377         } else {
3378                 *bytes += nr;
3379                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3380                         nr = *bytes;
3381                         *bytes = 0;
3382                 } else {
3383                         nr = 0;
3384                 }
3385         }
3386         if (nr)
3387                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3388
3389         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3390         if (old)
3391                 obj_cgroup_put(old);
3392 }
3393
3394 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3395 {
3396         struct memcg_stock_pcp *stock;
3397         unsigned long flags;
3398         bool ret = false;
3399
3400         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3401
3402         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3403         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3404                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3405                 ret = true;
3406         }
3407
3408         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412
3413 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3414 {
3415         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3416
3417         if (!old)
3418                 return NULL;
3419
3420         if (stock->nr_bytes) {
3421                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3422                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3423
3424                 if (nr_pages) {
3425                         struct mem_cgroup *memcg;
3426
3427                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3428
3429                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3430                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3431
3432                         css_put(&memcg->css);
3433                 }
3434
3435                 /*
3436                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3437                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3438                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3439                  * refill_obj_stock().
3440                  *
3441                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3442                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3443                  * so it might be changed in the future.
3444                  */
3445                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3446                 stock->nr_bytes = 0;
3447         }
3448
3449         /*
3450          * Flush the vmstat data in current stock
3451          */
3452         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3453                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3454                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3455                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3456                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3457                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3458                 }
3459                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3460                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3461                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3462                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3463                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3464                 }
3465                 stock->cached_pgdat = NULL;
3466         }
3467
3468         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3469         /*
3470          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3471          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3472          */
3473         return old;
3474 }
3475
3476 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3477                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3478 {
3479         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3480         struct mem_cgroup *memcg;
3481
3482         if (objcg) {
3483                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3484                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3485                         return true;
3486         }
3487
3488         return false;
3489 }
3490
3491 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3492                              bool allow_uncharge)
3493 {
3494         struct memcg_stock_pcp *stock;
3495         struct obj_cgroup *old = NULL;
3496         unsigned long flags;
3497         unsigned int nr_pages = 0;
3498
3499         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3500
3501         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3502         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3503                 old = drain_obj_stock(stock);
3504                 obj_cgroup_get(objcg);
3505                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3506                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3507                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3508                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3509         }
3510         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3511
3512         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3513                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3514                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3515         }
3516
3517         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3518         if (old)
3519                 obj_cgroup_put(old);
3520
3521         if (nr_pages)
3522                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3523 }
3524
3525 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3526 {
3527         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3528         int ret;
3529
3530         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3531                 return 0;
3532
3533         /*
3534          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3535          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3536          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3537          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3538          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3539          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3540          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3541          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3542          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3543          *
3544          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3545          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3546          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3547          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3548          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3549          * page uncharge right after a page charge, we set the
3550          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3551          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3552          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3553          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3554          * race.
3555          */
3556         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3557         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3558
3559         if (nr_bytes)
3560                 nr_pages += 1;
3561
3562         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3563         if (!ret && nr_bytes)
3564                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3565
3566         return ret;
3567 }
3568
3569 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3570 {
3571         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3572 }
3573
3574 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3575
3576 /*
3577  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3578  */
3579 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3580 {
3581         struct folio *folio = page_folio(head);
3582         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3583         int i;
3584
3585         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3586                 return;
3587
3588         for (i = 1; i < nr; i++)
3589                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3590
3591         if (folio_memcg_kmem(folio))
3592                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3593         else
3594                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3595 }
3596
3597 #ifdef CONFIG_SWAP
3598 /**
3599  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3600  * @entry: swap entry to be moved
3601  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3602  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3603  *
3604  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3605  * as the mem_cgroup's id of @from.
3606  *
3607  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3608  *
3609  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3610  * both res and memsw, and called css_get().
3611  */
3612 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3613                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3614 {
3615         unsigned short old_id, new_id;
3616
3617         old_id = mem_cgroup_id(from);
3618         new_id = mem_cgroup_id(to);
3619
3620         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3621                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3622                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3623                 return 0;
3624         }
3625         return -EINVAL;
3626 }
3627 #else
3628 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3629                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3630 {
3631         return -EINVAL;
3632 }
3633 #endif
3634
3635 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3636
3637 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3638                                  unsigned long max, bool memsw)
3639 {
3640         bool enlarge = false;
3641         bool drained = false;
3642         int ret;
3643         bool limits_invariant;
3644         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3645
3646         do {
3647                 if (signal_pending(current)) {
3648                         ret = -EINTR;
3649                         break;
3650                 }
3651
3652                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3653                 /*
3654                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3655                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3656                  */
3657                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3658                                            max <= memcg->memsw.max;
3659                 if (!limits_invariant) {
3660                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3661                         ret = -EINVAL;
3662                         break;
3663                 }
3664                 if (max > counter->max)
3665                         enlarge = true;
3666                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3667                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3668
3669                 if (!ret)
3670                         break;
3671
3672                 if (!drained) {
3673                         drain_all_stock(memcg);
3674                         drained = true;
3675                         continue;
3676                 }
3677
3678                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3679                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3680                         ret = -EBUSY;
3681                         break;
3682                 }
3683         } while (true);
3684
3685         if (!ret && enlarge)
3686                 memcg_oom_recover(memcg);
3687
3688         return ret;
3689 }
3690
3691 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3692                                             gfp_t gfp_mask,
3693                                             unsigned long *total_scanned)
3694 {
3695         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3696         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3697         unsigned long reclaimed;
3698         int loop = 0;
3699         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3700         unsigned long excess;
3701
3702         if (lru_gen_enabled())
3703                 return 0;
3704
3705         if (order > 0)
3706                 return 0;
3707
3708         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3709
3710         /*
3711          * Do not even bother to check the largest node if the root
3712          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3713          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3714          */
3715         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3716                 return 0;
3717
3718         /*
3719          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3720          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3721          * pressure
3722          */
3723         do {
3724                 if (next_mz)
3725                         mz = next_mz;
3726                 else
3727                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3728                 if (!mz)
3729                         break;
3730
3731                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3732                                                     gfp_mask, total_scanned);
3733                 nr_reclaimed += reclaimed;
3734                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3735
3736                 /*
3737                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3738                  * it is time to move on to the next cgroup
3739                  */
3740                 next_mz = NULL;
3741                 if (!reclaimed)
3742                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3743
3744                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3745                 /*
3746                  * One school of thought says that we should not add
3747                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3748                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3749                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3750                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3751                  * term TODO.
3752                  */
3753                 /* If excess == 0, no tree ops */
3754                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3755                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3756                 css_put(&mz->memcg->css);
3757                 loop++;
3758                 /*
3759                  * Could not reclaim anything and there are no more
3760                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3761                  * reclaiming anything.
3762                  */
3763                 if (!nr_reclaimed &&
3764                         (next_mz == NULL ||
3765                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3766                         break;
3767         } while (!nr_reclaimed);
3768         if (next_mz)
3769                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3770         return nr_reclaimed;
3771 }
3772
3773 /*
3774  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3775  *
3776  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3777  */
3778 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3781
3782         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3783         lru_add_drain_all();
3784
3785         drain_all_stock(memcg);
3786
3787         /* try to free all pages in this cgroup */
3788         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3789                 if (signal_pending(current))
3790                         return -EINTR;
3791
3792                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3793                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3794                         nr_retries--;
3795         }
3796
3797         return 0;
3798 }
3799
3800 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3801                                             char *buf, size_t nbytes,
3802                                             loff_t off)
3803 {
3804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3805
3806         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3807                 return -EINVAL;
3808         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3809 }
3810
3811 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3812                                      struct cftype *cft)
3813 {
3814         return 1;
3815 }
3816
3817 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3818                                       struct cftype *cft, u64 val)
3819 {
3820         if (val == 1)
3821                 return 0;
3822
3823         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3824                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3825                      "depend on this functionality.\n");
3826
3827         return -EINVAL;
3828 }
3829
3830 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3831 {
3832         unsigned long val;
3833
3834         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3835                 /*
3836                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3837                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3838                  */
3839                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3840                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3841                 if (swap)
3842                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3843         } else {
3844                 if (!swap)
3845                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3846                 else
3847                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3848         }
3849         return val;
3850 }
3851
3852 enum {
3853         RES_USAGE,
3854         RES_LIMIT,
3855         RES_MAX_USAGE,
3856         RES_FAILCNT,
3857         RES_SOFT_LIMIT,
3858 };
3859
3860 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3861                                struct cftype *cft)
3862 {
3863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3864         struct page_counter *counter;
3865
3866         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3867         case _MEM:
3868                 counter = &memcg->memory;
3869                 break;
3870         case _MEMSWAP:
3871                 counter = &memcg->memsw;
3872                 break;
3873         case _KMEM:
3874                 counter = &memcg->kmem;
3875                 break;
3876         case _TCP:
3877                 counter = &memcg->tcpmem;
3878                 break;
3879         default:
3880                 BUG();
3881         }
3882
3883         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3884         case RES_USAGE:
3885                 if (counter == &memcg->memory)
3886                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3887                 if (counter == &memcg->memsw)
3888                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3889                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3890         case RES_LIMIT:
3891                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3892         case RES_MAX_USAGE:
3893                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3894         case RES_FAILCNT:
3895                 return counter->failcnt;
3896         case RES_SOFT_LIMIT:
3897                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3898         default:
3899                 BUG();
3900         }
3901 }
3902
3903 /*
3904  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3905  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3906  */
3907 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3908                                      __always_unused void *v)
3909 {
3910         return -EINVAL;
3911 }
3912
3913 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3914 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3915 {
3916         struct obj_cgroup *objcg;
3917
3918         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3919                 return 0;
3920
3921         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3922                 return 0;
3923
3924         objcg = obj_cgroup_alloc();
3925         if (!objcg)
3926                 return -ENOMEM;
3927
3928         objcg->memcg = memcg;
3929         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3930         obj_cgroup_get(objcg);
3931         memcg->orig_objcg = objcg;
3932
3933         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3934
3935         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3936
3937         return 0;
3938 }
3939
3940 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3941 {
3942         struct mem_cgroup *parent;
3943
3944         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3945                 return;
3946
3947         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3948                 return;
3949
3950         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3951         if (!parent)
3952                 parent = root_mem_cgroup;
3953
3954         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3955
3956         /*
3957          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3958          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3959          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3960          * memcg_reparent_list_lrus().
3961          */
3962         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3963 }
3964 #else
3965 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3966 {
3967         return 0;
3968 }
3969 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971 }
3972 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3973
3974 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3975 {
3976         int ret;
3977
3978         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3979
3980         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3981         if (ret)
3982                 goto out;
3983
3984         if (!memcg->tcpmem_active) {
3985                 /*
3986                  * The active flag needs to be written after the static_key
3987                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3988                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3989                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3990                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3991                  *
3992                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3993                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3994                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3995                  * yet, we'll lose accounting.
3996                  *
3997                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3998                  * because when this value change, the code to process it is not
3999                  * patched in yet.
4000                  */
4001                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4002                 memcg->tcpmem_active = true;
4003         }
4004 out:
4005         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
4006         return ret;
4007 }
4008
4009 /*
4010  * The user of this function is...
4011  * RES_LIMIT.
4012  */
4013 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4014                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4015 {
4016         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4017         unsigned long nr_pages;
4018         int ret;
4019
4020         buf = strstrip(buf);
4021         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4022         if (ret)
4023                 return ret;
4024
4025         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4026         case RES_LIMIT:
4027                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4028                         ret = -EINVAL;
4029                         break;
4030                 }
4031                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4032                 case _MEM:
4033                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4034                         break;
4035                 case _MEMSWAP:
4036                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4037                         break;
4038                 case _KMEM:
4039                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4040                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4041                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4042                                      "depend on this functionality.\n");
4043                         ret = 0;
4044                         break;
4045                 case _TCP:
4046                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4047                         break;
4048                 }
4049                 break;
4050         case RES_SOFT_LIMIT:
4051                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4052                         ret = -EOPNOTSUPP;
4053                 } else {
4054                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4055                         ret = 0;
4056                 }
4057                 break;
4058         }
4059         return ret ?: nbytes;
4060 }
4061
4062 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4063                                 size_t nbytes, loff_t off)
4064 {
4065         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4066         struct page_counter *counter;
4067
4068         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4069         case _MEM:
4070                 counter = &memcg->memory;
4071                 break;
4072         case _MEMSWAP:
4073                 counter = &memcg->memsw;
4074                 break;
4075         case _KMEM:
4076                 counter = &memcg->kmem;
4077                 break;
4078         case _TCP:
4079                 counter = &memcg->tcpmem;
4080                 break;
4081         default:
4082                 BUG();
4083         }
4084
4085         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4086         case RES_MAX_USAGE:
4087                 page_counter_reset_watermark(counter);
4088                 break;
4089         case RES_FAILCNT:
4090                 counter->failcnt = 0;
4091                 break;
4092         default:
4093                 BUG();
4094         }
4095
4096         return nbytes;
4097 }
4098
4099 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4100                                         struct cftype *cft)
4101 {
4102         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_MMU
4106 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4107                                         struct cftype *cft, u64 val)
4108 {
4109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4110
4111         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4112                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4113                      "depend on this functionality.\n");
4114
4115         if (val & ~MOVE_MASK)
4116                 return -EINVAL;
4117
4118         /*
4119          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4120          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4121          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4122          * affect task migrations starting after the change.
4123          */
4124         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4125         return 0;
4126 }
4127 #else
4128 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4129                                         struct cftype *cft, u64 val)
4130 {
4131         return -ENOSYS;
4132 }
4133 #endif
4134
4135 #ifdef CONFIG_NUMA
4136
4137 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4138 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4139 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4140
4141 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4142                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4143 {
4144         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4145         unsigned long nr = 0;
4146         enum lru_list lru;
4147
4148         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4149
4150         for_each_lru(lru) {
4151                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4152                         continue;
4153                 if (tree)
4154                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4155                 else
4156                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4157         }
4158         return nr;
4159 }
4160
4161 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4162                                              unsigned int lru_mask,
4163                                              bool tree)
4164 {
4165         unsigned long nr = 0;
4166         enum lru_list lru;
4167
4168         for_each_lru(lru) {
4169                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4170                         continue;
4171                 if (tree)
4172                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4173                 else
4174                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4175         }
4176         return nr;
4177 }
4178
4179 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4180 {
4181         struct numa_stat {
4182                 const char *name;
4183                 unsigned int lru_mask;
4184         };
4185
4186         static const struct numa_stat stats[] = {
4187                 { "total", LRU_ALL },
4188                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4189                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4190                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4191         };
4192         const struct numa_stat *stat;
4193         int nid;
4194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4195
4196         mem_cgroup_flush_stats();
4197
4198         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4199                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4200                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4201                                                    false));
4202                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4203                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4204                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4205                                                         stat->lru_mask, false));
4206                 seq_putc(m, '\n');
4207         }
4208
4209         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4210
4211                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4212                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4213                                                    true));
4214                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4215                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4216                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4217                                                         stat->lru_mask, true));
4218                 seq_putc(m, '\n');
4219         }
4220
4221         return 0;
4222 }
4223 #endif /* CONFIG_NUMA */
4224
4225 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4226         NR_FILE_PAGES,
4227         NR_ANON_MAPPED,
4228 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4229         NR_ANON_THPS,
4230 #endif
4231         NR_SHMEM,
4232         NR_FILE_MAPPED,
4233         NR_FILE_DIRTY,
4234         NR_WRITEBACK,
4235         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4236         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4237 #ifdef CONFIG_SWAP
4238         MEMCG_SWAP,
4239         NR_SWAPCACHE,
4240 #endif
4241 };
4242
4243 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4244         "cache",
4245         "rss",
4246 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4247         "rss_huge",
4248 #endif
4249         "shmem",
4250         "mapped_file",
4251         "dirty",
4252         "writeback",
4253         "workingset_refault_anon",
4254         "workingset_refault_file",
4255 #ifdef CONFIG_SWAP
4256         "swap",
4257         "swapcached",
4258 #endif
4259 };
4260
4261 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4262 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4263         PGPGIN,
4264         PGPGOUT,
4265         PGFAULT,
4266         PGMAJFAULT,
4267 };
4268
4269 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4270 {
4271         unsigned long memory, memsw;
4272         struct mem_cgroup *mi;
4273         unsigned int i;
4274
4275         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4276
4277         mem_cgroup_flush_stats();
4278
4279         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4280                 unsigned long nr;
4281
4282                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4283                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4284         }
4285
4286         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4287                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4288                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4289
4290         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4291                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4292                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4293                                PAGE_SIZE);
4294
4295         /* Hierarchical information */
4296         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4297         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4298                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4299                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4300         }
4301         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4302                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4303         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4304                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4305
4306         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4307                 unsigned long nr;
4308
4309                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4310                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4311                                (u64)nr);
4312         }
4313
4314         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4315                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4316                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4317                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4318
4319         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4320                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4321                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4322                                PAGE_SIZE);
4323
4324 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4325         {
4326                 pg_data_t *pgdat;
4327                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4328                 unsigned long anon_cost = 0;
4329                 unsigned long file_cost = 0;
4330
4331                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4332                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4333
4334                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4335                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4336                 }
4337                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4338                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4339         }
4340 #endif
4341 }
4342
4343 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4344                                       struct cftype *cft)
4345 {
4346         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4347
4348         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4349 }
4350
4351 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4352                                        struct cftype *cft, u64 val)
4353 {
4354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4355
4356         if (val > 200)
4357                 return -EINVAL;
4358
4359         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4360                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4361         else
4362                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4363
4364         return 0;
4365 }
4366
4367 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4368 {
4369         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4370         unsigned long usage;
4371         int i;
4372
4373         rcu_read_lock();
4374         if (!swap)
4375                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4376         else
4377                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4378
4379         if (!t)
4380                 goto unlock;
4381
4382         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4383
4384         /*
4385          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4386          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4387          * call of __mem_cgroup_threshold().
4388          */
4389         i = t->current_threshold;
4390
4391         /*
4392          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4393          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4394          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4395          * only one element of the array here.
4396          */
4397         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4398                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4399
4400         /* i = current_threshold + 1 */
4401         i++;
4402
4403         /*
4404          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4405          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4406          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4407          * only one element of the array here.
4408          */
4409         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4410                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4411
4412         /* Update current_threshold */
4413         t->current_threshold = i - 1;
4414 unlock:
4415         rcu_read_unlock();
4416 }
4417
4418 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4419 {
4420         while (memcg) {
4421                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4422                 if (do_memsw_account())
4423                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4424
4425                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4426         }
4427 }
4428
4429 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4430 {
4431         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4432         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4433
4434         if (_a->threshold > _b->threshold)
4435                 return 1;
4436
4437         if (_a->threshold < _b->threshold)
4438                 return -1;
4439
4440         return 0;
4441 }
4442
4443 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4444 {
4445         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4446
4447         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4448
4449         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4450                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4451
4452         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4453         return 0;
4454 }
4455
4456 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4457 {
4458         struct mem_cgroup *iter;
4459
4460         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4461                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4462 }
4463
4464 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4465         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4466 {
4467         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4468         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4469         unsigned long threshold;
4470         unsigned long usage;
4471         int i, size, ret;
4472
4473         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4474         if (ret)
4475                 return ret;
4476
4477         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4478
4479         if (type == _MEM) {
4480                 thresholds = &memcg->thresholds;
4481                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4482         } else if (type == _MEMSWAP) {
4483                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4484                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4485         } else
4486                 BUG();
4487
4488         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4489         if (thresholds->primary)
4490                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4491
4492         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4493
4494         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4495         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4496         if (!new) {
4497                 ret = -ENOMEM;
4498                 goto unlock;
4499         }
4500         new->size = size;
4501
4502         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4503         if (thresholds->primary)
4504                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4505                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4506
4507         /* Add new threshold */
4508         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4509         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4510
4511         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4512         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4513                         compare_thresholds, NULL);
4514
4515         /* Find current threshold */
4516         new->current_threshold = -1;
4517         for (i = 0; i < size; i++) {
4518                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4519                         /*
4520                          * new->current_threshold will not be used until
4521                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4522                          * it here.
4523                          */
4524                         ++new->current_threshold;
4525                 } else
4526                         break;
4527         }
4528
4529         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4530         kfree(thresholds->spare);
4531         thresholds->spare = thresholds->primary;
4532
4533         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4534
4535         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4536         synchronize_rcu();
4537
4538 unlock:
4539         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4540
4541         return ret;
4542 }
4543
4544 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4545         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4546 {
4547         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4548 }
4549
4550 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4551         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4552 {
4553         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4554 }
4555
4556 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4557         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4558 {
4559         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4560         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4561         unsigned long usage;
4562         int i, j, size, entries;
4563
4564         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4565
4566         if (type == _MEM) {
4567                 thresholds = &memcg->thresholds;
4568                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4569         } else if (type == _MEMSWAP) {
4570                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4571                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4572         } else
4573                 BUG();
4574
4575         if (!thresholds->primary)
4576                 goto unlock;
4577
4578         /* Check if a threshold crossed before removing */
4579         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4580
4581         /* Calculate new number of threshold */
4582         size = entries = 0;
4583         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4584                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4585                         size++;
4586                 else
4587                         entries++;
4588         }
4589
4590         new = thresholds->spare;
4591
4592         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4593         if (!entries)
4594                 goto unlock;
4595
4596         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4597         if (!size) {
4598                 kfree(new);
4599                 new = NULL;
4600                 goto swap_buffers;
4601         }
4602
4603         new->size = size;
4604
4605         /* Copy thresholds and find current threshold */
4606         new->current_threshold = -1;
4607         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4608                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4609                         continue;
4610
4611                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4612                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4613                         /*
4614                          * new->current_threshold will not be used
4615                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4616                          * it here.
4617                          */
4618                         ++new->current_threshold;
4619                 }
4620                 j++;
4621         }
4622
4623 swap_buffers:
4624         /* Swap primary and spare array */
4625         thresholds->spare = thresholds->primary;
4626
4627         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4628
4629         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4630         synchronize_rcu();
4631
4632         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4633         if (!new) {
4634                 kfree(thresholds->spare);
4635                 thresholds->spare = NULL;
4636         }
4637 unlock:
4638         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4639 }
4640
4641 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4642         struct eventfd_ctx *eventfd)
4643 {
4644         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4645 }
4646
4647 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4648         struct eventfd_ctx *eventfd)
4649 {
4650         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4651 }
4652
4653 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4654         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4655 {
4656         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4657
4658         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4659         if (!event)
4660                 return -ENOMEM;
4661
4662         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4663
4664         event->eventfd = eventfd;
4665         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4666
4667         /* already in OOM ? */
4668         if (memcg->under_oom)
4669                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4670         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4671
4672         return 0;
4673 }
4674
4675 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4676         struct eventfd_ctx *eventfd)
4677 {
4678         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4679
4680         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4681
4682         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4683                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4684                         list_del(&ev->list);
4685                         kfree(ev);
4686                 }
4687         }
4688
4689         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4690 }
4691
4692 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4693 {
4694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4695
4696         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4697         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4698         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4699                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4700         return 0;
4701 }
4702
4703 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4704         struct cftype *cft, u64 val)
4705 {
4706         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4707
4708         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4709         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4710                 return -EINVAL;
4711
4712         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4713         if (!val)
4714                 memcg_oom_recover(memcg);
4715
4716         return 0;
4717 }
4718
4719 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4720
4721 #include <trace/events/writeback.h>
4722
4723 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4724 {
4725         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4726 }
4727
4728 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4729 {
4730         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4731 }
4732
4733 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4734 {
4735         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4736 }
4737
4738 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4739 {
4740         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4741
4742         if (!memcg->css.parent)
4743                 return NULL;
4744
4745         return &memcg->cgwb_domain;
4746 }
4747
4748 /**
4749  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4750  * @wb: bdi_writeback in question
4751  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4752  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4753  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4754  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4755  *
4756  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4757  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4758  * is a bit more involved.
4759  *
4760  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4761  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4762  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4763  * available memory in the system.  The caller should further cap
4764  * *@pheadroom accordingly.
4765  */
4766 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4767                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4768                          unsigned long *pwriteback)
4769 {
4770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4771         struct mem_cgroup *parent;
4772
4773         mem_cgroup_flush_stats();
4774
4775         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4776         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4777         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4778                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4779
4780         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4781         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4782                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4783                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4784                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4785
4786                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4787                 memcg = parent;
4788         }
4789 }
4790
4791 /*
4792  * Foreign dirty flushing
4793  *
4794  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4795  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4796  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4797  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4798  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4799  * different cgroups isn't a common use-case.
4800  *
4801  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4802  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4803  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4804  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4805  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4806  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4807  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4808  * make writeback of the dirty pages happen.
4809  *
4810  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4811  * severely throttled after making some progress after each
4812  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4813  * completely idle.
4814  *
4815  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4816  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4817  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4818  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4819  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4820  *
4821  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4822  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4823  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4824  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4825  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4826  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4827  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4828  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4829  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4830  *
4831  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4832  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4833  * records are lockless and racy.
4834  */
4835 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4836                                              struct bdi_writeback *wb)
4837 {
4838         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4839         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4840         u64 now = get_jiffies_64();
4841         u64 oldest_at = now;
4842         int oldest = -1;
4843         int i;
4844
4845         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4846
4847         /*
4848          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4849          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4850          * written out.
4851          */
4852         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4853                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4854                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4855                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4856                         break;
4857                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4858                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4859                         oldest = i;
4860                         oldest_at = frn->at;
4861                 }
4862         }
4863
4864         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4865                 /*
4866                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4867                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4868                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4869                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4870                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4871                  */
4872                 unsigned long update_intv =
4873                         min_t(unsigned long, HZ,
4874                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4875
4876                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4877                         frn->at = now;
4878         } else if (oldest >= 0) {
4879                 /* replace the oldest free one */
4880                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4881                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4882                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4883                 frn->at = now;
4884         }
4885 }
4886
4887 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4888 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4889 {
4890         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4891         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4892         u64 now = jiffies_64;
4893         int i;
4894
4895         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4896                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4897
4898                 /*
4899                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4900                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4901                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4902                  * already one in flight.
4903                  */
4904                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4905                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4906                         frn->at = 0;
4907                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4908                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4909                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4910                                                &frn->done);
4911                 }
4912         }
4913 }
4914
4915 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4916
4917 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4918 {
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4923 {
4924 }
4925
4926 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4927 {
4928 }
4929
4930 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4931
4932 /*
4933  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4934  *
4935  * "cgroup.event_control" implementation.
4936  *
4937  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4938  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4939  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4940  *
4941  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4942  * possible.
4943  */
4944
4945 /*
4946  * Unregister event and free resources.
4947  *
4948  * Gets called from workqueue.
4949  */
4950 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4951 {
4952         struct mem_cgroup_event *event =
4953                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4954         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4955
4956         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4957
4958         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4959
4960         /* Notify userspace the event is going away. */
4961         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4962
4963         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4964         kfree(event);
4965         css_put(&memcg->css);
4966 }
4967
4968 /*
4969  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4970  *
4971  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4972  */
4973 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4974                             int sync, void *key)
4975 {
4976         struct mem_cgroup_event *event =
4977                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4978         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4979         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4980
4981         if (flags & EPOLLHUP) {
4982                 /*
4983                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4984                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4985                  * for us.
4986                  *
4987                  * We can't race against event freeing since the other
4988                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4989                  * which we hold.
4990                  */
4991                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4992                 if (!list_empty(&event->list)) {
4993                         list_del_init(&event->list);
4994                         /*
4995                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4996                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4997                          */
4998                         schedule_work(&event->remove);
4999                 }
5000                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5001         }
5002
5003         return 0;
5004 }
5005
5006 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5007                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5008 {
5009         struct mem_cgroup_event *event =
5010                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5011
5012         event->wqh = wqh;
5013         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5014 }
5015
5016 /*
5017  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5018  *
5019  * Parse input and register new cgroup event handler.
5020  *
5021  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5022  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5023  */
5024 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5025                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5026 {
5027         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5029         struct mem_cgroup_event *event;
5030         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5031         unsigned int efd, cfd;
5032         struct fd efile;
5033         struct fd cfile;
5034         struct dentry *cdentry;
5035         const char *name;
5036         char *endp;
5037         int ret;
5038
5039         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5040                 return -EOPNOTSUPP;
5041
5042         buf = strstrip(buf);
5043
5044         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5045         if (*endp != ' ')
5046                 return -EINVAL;
5047         buf = endp + 1;
5048
5049         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5050         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5051                 return -EINVAL;
5052         buf = endp + 1;
5053
5054         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5055         if (!event)
5056                 return -ENOMEM;
5057
5058         event->memcg = memcg;
5059         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5060         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5061         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5062         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5063
5064         efile = fdget(efd);
5065         if (!efile.file) {
5066                 ret = -EBADF;
5067                 goto out_kfree;
5068         }
5069
5070         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5071         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5072                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5073                 goto out_put_efile;
5074         }
5075
5076         cfile = fdget(cfd);
5077         if (!cfile.file) {
5078                 ret = -EBADF;
5079                 goto out_put_eventfd;
5080         }
5081
5082         /* the process need read permission on control file */
5083         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5084         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5085         if (ret < 0)
5086                 goto out_put_cfile;
5087
5088         /*
5089          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5090          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5091          */
5092         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5093         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5094                 ret = -EINVAL;
5095                 goto out_put_cfile;
5096         }
5097
5098         /*
5099          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5100          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5101          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5102          * is for compatibility anyway.
5103          *
5104          * DO NOT ADD NEW FILES.
5105          */
5106         name = cdentry->d_name.name;
5107
5108         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5109                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5110                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5111         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5112                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5113                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5114         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5115                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5116                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5117         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5118                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5119                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5120         } else {
5121                 ret = -EINVAL;
5122                 goto out_put_cfile;
5123         }
5124
5125         /*
5126          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5127          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5128          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5129          */
5130         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5131                                                &memory_cgrp_subsys);
5132         ret = -EINVAL;
5133         if (IS_ERR(cfile_css))
5134                 goto out_put_cfile;
5135         if (cfile_css != css) {
5136                 css_put(cfile_css);
5137                 goto out_put_cfile;
5138         }
5139
5140         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5141         if (ret)
5142                 goto out_put_css;
5143
5144         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5145
5146         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5147         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5148         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5149
5150         fdput(cfile);
5151         fdput(efile);
5152
5153         return nbytes;
5154
5155 out_put_css:
5156         css_put(css);
5157 out_put_cfile:
5158         fdput(cfile);
5159 out_put_eventfd:
5160         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5161 out_put_efile:
5162         fdput(efile);
5163 out_kfree:
5164         kfree(event);
5165
5166         return ret;
5167 }
5168
5169 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5170 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5171 {
5172         /*
5173          * Deprecated.
5174          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5175          */
5176         return 0;
5177 }
5178 #endif
5179
5180 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5181
5182 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5183         {
5184                 .name = "usage_in_bytes",
5185                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5186                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5187         },
5188         {
5189                 .name = "max_usage_in_bytes",
5190                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5191                 .write = mem_cgroup_reset,
5192                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5193         },
5194         {
5195                 .name = "limit_in_bytes",
5196                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5197                 .write = mem_cgroup_write,
5198                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5199         },
5200         {
5201                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5202                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5203                 .write = mem_cgroup_write,
5204                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5205         },
5206         {
5207                 .name = "failcnt",
5208                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5209                 .write = mem_cgroup_reset,
5210                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5211         },
5212         {
5213                 .name = "stat",
5214                 .seq_show = memory_stat_show,
5215         },
5216         {
5217                 .name = "force_empty",
5218                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5219         },
5220         {
5221                 .name = "use_hierarchy",
5222                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5223                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5224         },
5225         {
5226                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5227                 .write = memcg_write_event_control,
5228                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5229         },
5230         {
5231                 .name = "swappiness",
5232                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5233                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5234         },
5235         {
5236                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5237                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5238                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5239         },
5240         {
5241                 .name = "oom_control",
5242                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5243                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5244         },
5245         {
5246                 .name = "pressure_level",
5247                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5248         },
5249 #ifdef CONFIG_NUMA
5250         {
5251                 .name = "numa_stat",
5252                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5253         },
5254 #endif
5255         {
5256                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5257                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5258                 .write = mem_cgroup_write,
5259                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5260         },
5261         {
5262                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5263                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5264                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5265         },
5266         {
5267                 .name = "kmem.failcnt",
5268                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5269                 .write = mem_cgroup_reset,
5270                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5271         },
5272         {
5273                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5274                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5275                 .write = mem_cgroup_reset,
5276                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5277         },
5278 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5279         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5280         {
5281                 .name = "kmem.slabinfo",
5282                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5283         },
5284 #endif
5285         {
5286                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5287                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5288                 .write = mem_cgroup_write,
5289                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5290         },
5291         {
5292                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5293                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5294                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5295         },
5296         {
5297                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5298                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5299                 .write = mem_cgroup_reset,
5300                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5301         },
5302         {
5303                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5304                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5305                 .write = mem_cgroup_reset,
5306                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5307         },
5308         { },    /* terminate */
5309 };
5310
5311 /*
5312  * Private memory cgroup IDR
5313  *
5314  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5315  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5316  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5317  * memory-controlled cgroups to 64k.
5318  *
5319  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5320  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5321  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5322  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5323  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5324  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5325  *
5326  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5327  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5328  * when the CSS is offlined.
5329  *
5330  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5331  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5332  * those references are manageable from userspace.
5333  */
5334
5335 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5336 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5337
5338 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5339 {
5340         if (memcg->id.id > 0) {
5341                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5342                 memcg->id.id = 0;
5343         }
5344 }
5345
5346 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5347                                                   unsigned int n)
5348 {
5349         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5350 }
5351
5352 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5353 {
5354         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5355                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5356
5357                 /* Memcg ID pins CSS */
5358                 css_put(&memcg->css);
5359         }
5360 }
5361
5362 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5363 {
5364         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5365 }
5366
5367 /**
5368  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5369  * @id: the memcg id to look up
5370  *
5371  * Caller must hold rcu_read_lock().
5372  */
5373 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5374 {
5375         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5376         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5377 }
5378
5379 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5380 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5381 {
5382         struct cgroup *cgrp;
5383         struct cgroup_subsys_state *css;
5384         struct mem_cgroup *memcg;
5385
5386         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5387         if (IS_ERR(cgrp))
5388                 return ERR_CAST(cgrp);
5389
5390         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5391         if (css)
5392                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5393         else
5394                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5395
5396         cgroup_put(cgrp);
5397
5398         return memcg;
5399 }
5400 #endif
5401
5402 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5403 {
5404         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5405
5406         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5407         if (!pn)
5408                 return 1;
5409
5410         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5411                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5412         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5413                 kfree(pn);
5414                 return 1;
5415         }
5416
5417         lruvec_init(&pn->lruvec);
5418         pn->memcg = memcg;
5419
5420         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5421         return 0;
5422 }
5423
5424 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5425 {
5426         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5427
5428         if (!pn)
5429                 return;
5430
5431         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5432         kfree(pn);
5433 }
5434
5435 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5436 {
5437         int node;
5438
5439         if (memcg->orig_objcg)
5440                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5441
5442         for_each_node(node)
5443                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5444         kfree(memcg->vmstats);
5445         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5446         kfree(memcg);
5447 }
5448
5449 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5450 {
5451         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5452         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5453         __mem_cgroup_free(memcg);
5454 }
5455
5456 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5457 {
5458         struct mem_cgroup *memcg;
5459         int node;
5460         int __maybe_unused i;
5461         long error = -ENOMEM;
5462
5463         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5464         if (!memcg)
5465                 return ERR_PTR(error);
5466
5467         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5468                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5469         if (memcg->id.id < 0) {
5470                 error = memcg->id.id;
5471                 goto fail;
5472         }
5473
5474         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5475         if (!memcg->vmstats)
5476                 goto fail;
5477
5478         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5479                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5480         if (!memcg->vmstats_percpu)
5481                 goto fail;
5482
5483         for_each_node(node)
5484                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5485                         goto fail;
5486
5487         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5488                 goto fail;
5489
5490         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5491         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5492         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5493         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5494         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5495         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5496         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5497         memcg->socket_pressure = jiffies;
5498 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5499         memcg->kmemcg_id = -1;
5500         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5501 #endif
5502 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5503         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5504         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5505                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5506                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5507 #endif
5508 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5509         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5510         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5511         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5512 #endif
5513         lru_gen_init_memcg(memcg);
5514         return memcg;
5515 fail:
5516         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5517         __mem_cgroup_free(memcg);
5518         return ERR_PTR(error);
5519 }
5520
5521 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5522 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5523 {
5524         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5525         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5526
5527         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5528         memcg = mem_cgroup_alloc();
5529         set_active_memcg(old_memcg);
5530         if (IS_ERR(memcg))
5531                 return ERR_CAST(memcg);
5532
5533         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5534         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5535 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5536         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5537 #endif
5538         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5539         if (parent) {
5540                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5541                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5542
5543                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5544                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5545                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5546                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5547         } else {
5548                 init_memcg_events();
5549                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5550                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5551                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5552                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5553
5554                 root_mem_cgroup = memcg;
5555                 return &memcg->css;
5556         }
5557
5558         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5559                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5560
5561 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5562         if (!cgroup_memory_nobpf)
5563                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5564 #endif
5565
5566         return &memcg->css;
5567 }
5568
5569 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5570 {
5571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5572
5573         if (memcg_online_kmem(memcg))
5574                 goto remove_id;
5575
5576         /*
5577          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5578          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5579          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5580          */
5581         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5582                 goto offline_kmem;
5583
5584         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5585                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5586                                    FLUSH_TIME);
5587         lru_gen_online_memcg(memcg);
5588
5589         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5590         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5591         css_get(css);
5592
5593         /*
5594          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5595          *
5596          * We could do this earlier and require callers to filter with
5597          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5598          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5599          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5600          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5601          * regular ID destruction during offlining.
5602          */
5603         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5604
5605         return 0;
5606 offline_kmem:
5607         memcg_offline_kmem(memcg);
5608 remove_id:
5609         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5610         return -ENOMEM;
5611 }
5612
5613 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5614 {
5615         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5616         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5617
5618         /*
5619          * Unregister events and notify userspace.
5620          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5621          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5622          */
5623         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5624         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5625                 list_del_init(&event->list);
5626                 schedule_work(&event->remove);
5627         }
5628         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5629
5630         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5631         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5632
5633         zswap_memcg_offline_cleanup(memcg);
5634
5635         memcg_offline_kmem(memcg);
5636         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5637         wb_memcg_offline(memcg);
5638         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5639
5640         drain_all_stock(memcg);
5641
5642         mem_cgroup_id_put(memcg);
5643 }
5644
5645 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5646 {
5647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5648
5649         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5650         lru_gen_release_memcg(memcg);
5651 }
5652
5653 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5654 {
5655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5656         int __maybe_unused i;
5657
5658 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5659         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5660                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5661 #endif
5662         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5663                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5664
5665         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5666                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5667
5668 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5669         if (!cgroup_memory_nobpf)
5670                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5671 #endif
5672
5673         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5674         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5675         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5676         free_shrinker_info(memcg);
5677         mem_cgroup_free(memcg);
5678 }
5679
5680 /**
5681  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5682  * @css: the target css
5683  *
5684  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5685  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5686  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5687  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5688  * made visible again.
5689  *
5690  * The current implementation only resets the essential configurations.
5691  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5692  */
5693 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5694 {
5695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5696
5697         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5698         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5699         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5700         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5701         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5702         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5703         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5704         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5705         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5706         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5707 }
5708
5709 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5710 {
5711         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5712         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5713         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5714         long delta, delta_cpu, v;
5715         int i, nid;
5716
5717         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5718
5719         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5720                 /*
5721                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5722                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5723                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5724                  */
5725                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5726                 if (delta)
5727                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5728
5729                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5730                 delta_cpu = 0;
5731                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5732                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5733                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5734                         delta += delta_cpu;
5735                         statc->state_prev[i] = v;
5736                 }
5737
5738                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5739                 if (delta_cpu)
5740                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5741
5742                 if (delta) {
5743                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5744                         if (parent)
5745                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5746                 }
5747         }
5748
5749         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5750                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5751                 if (delta)
5752                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5753
5754                 delta_cpu = 0;
5755                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5756                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5757                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5758                         delta += delta_cpu;
5759                         statc->events_prev[i] = v;
5760                 }
5761
5762                 if (delta_cpu)
5763                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5764
5765                 if (delta) {
5766                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5767                         if (parent)
5768                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5769                 }
5770         }
5771
5772         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5773                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5774                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5775                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5776
5777                 if (parent)
5778                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5779
5780                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5781
5782                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5783                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5784                         if (delta)
5785                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5786
5787                         delta_cpu = 0;
5788                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5789                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5790                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5791                                 delta += delta_cpu;
5792                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5793                         }
5794
5795                         if (delta_cpu)
5796                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5797
5798                         if (delta) {
5799                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5800                                 if (ppn)
5801                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5802                         }
5803                 }
5804         }
5805         statc->stats_updates = 0;
5806         /* We are in a per-cpu loop here, only do the atomic write once */
5807         if (atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates))
5808                 atomic64_set(&memcg->vmstats->stats_updates, 0);
5809 }
5810
5811 #ifdef CONFIG_MMU
5812 /* Handlers for move charge at task migration. */
5813 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5814 {
5815         int ret;
5816
5817         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5818         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5819         if (!ret) {
5820                 mc.precharge += count;
5821                 return ret;
5822         }
5823
5824         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5825         while (count--) {
5826                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5827                 if (ret)
5828                         return ret;
5829                 mc.precharge++;
5830                 cond_resched();
5831         }
5832         return 0;
5833 }
5834
5835 union mc_target {
5836         struct page     *page;
5837         swp_entry_t     ent;
5838 };
5839
5840 enum mc_target_type {
5841         MC_TARGET_NONE = 0,
5842         MC_TARGET_PAGE,
5843         MC_TARGET_SWAP,
5844         MC_TARGET_DEVICE,
5845 };
5846
5847 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5848                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5849 {
5850         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5851
5852         if (!page)
5853                 return NULL;
5854         if (PageAnon(page)) {
5855                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5856                         return NULL;
5857         } else {
5858                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5859                         return NULL;
5860         }
5861         get_page(page);
5862
5863         return page;
5864 }
5865
5866 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5867 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5868                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5869 {
5870         struct page *page = NULL;
5871         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5872
5873         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5874                 return NULL;
5875
5876         /*
5877          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5878          * stored as special swap entries in the page table.
5879          */
5880         if (is_device_private_entry(ent)) {
5881                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5882                 if (!get_page_unless_zero(page))
5883                         return NULL;
5884                 return page;
5885         }
5886
5887         if (non_swap_entry(ent))
5888                 return NULL;
5889
5890         /*
5891          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5892          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5893          */
5894         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5895         entry->val = ent.val;
5896
5897         return page;
5898 }
5899 #else
5900 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5901                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5902 {
5903         return NULL;
5904 }
5905 #endif
5906
5907 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5908                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5909 {
5910         unsigned long index;
5911         struct folio *folio;
5912
5913         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5914                 return NULL;
5915         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5916                 return NULL;
5917
5918         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5919         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5920         index = linear_page_index(vma, addr);
5921         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5922         if (IS_ERR(folio))
5923                 return NULL;
5924         return folio_file_page(folio, index);
5925 }
5926
5927 /**
5928  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5929  * @page: the page
5930  * @compound: charge the page as compound or small page
5931  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5932  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5933  *
5934  * The page must be locked and not on the LRU.
5935  *
5936  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5937  * from old cgroup.
5938  */
5939 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5940                                    bool compound,
5941                                    struct mem_cgroup *from,
5942                                    struct mem_cgroup *to)
5943 {
5944         struct folio *folio = page_folio(page);
5945         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5946         struct pglist_data *pgdat;
5947         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5948         int nid, ret;
5949
5950         VM_BUG_ON(from == to);
5951         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5952         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5953         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5954
5955         ret = -EINVAL;
5956         if (folio_memcg(folio) != from)
5957                 goto out;
5958
5959         pgdat = folio_pgdat(folio);
5960         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5961         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5962
5963         folio_memcg_lock(folio);
5964
5965         if (folio_test_anon(folio)) {
5966                 if (folio_mapped(folio)) {
5967                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5968                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5969                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
5970                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5971                                                    -nr_pages);
5972                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5973                                                    nr_pages);
5974                         }
5975                 }
5976         } else {
5977                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5978                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5979
5980                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5981                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5982                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5983                 }
5984
5985                 if (folio_mapped(folio)) {
5986                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5987                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5988                 }
5989
5990                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5991                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5992
5993                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5994                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5995                                                    -nr_pages);
5996                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5997                                                    nr_pages);
5998                         }
5999                 }
6000         }
6001
6002 #ifdef CONFIG_SWAP
6003         if (folio_test_swapcache(folio)) {
6004                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
6005                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
6006         }
6007 #endif
6008         if (folio_test_writeback(folio)) {
6009                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
6010                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
6011         }
6012
6013         /*
6014          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
6015          *
6016          * It is safe to change page's memcg here because the page
6017          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
6018          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
6019          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
6020          *
6021          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6022          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6023          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6024          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6025          */
6026         smp_mb();
6027
6028         css_get(&to->css);
6029         css_put(&from->css);
6030
6031         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6032
6033         __folio_memcg_unlock(from);
6034
6035         ret = 0;
6036         nid = folio_nid(folio);
6037
6038         local_irq_disable();
6039         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6040         memcg_check_events(to, nid);
6041         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6042         memcg_check_events(from, nid);
6043         local_irq_enable();
6044 out:
6045         return ret;
6046 }
6047
6048 /**
6049  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6050  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6051  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6052  * @ptent: the pte to be checked
6053  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6054  *
6055  * Context: Called with pte lock held.
6056  * Return:
6057  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6058  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6059  *   move charge. If @target is not NULL, the page is stored in target->page
6060  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6061  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6062  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6063  *   stored in target->ent.
6064  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6065  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6066  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6067  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6068  */
6069 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6070                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6071 {
6072         struct page *page = NULL;
6073         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6074         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6075
6076         if (pte_present(ptent))
6077                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6078         else if (pte_none_mostly(ptent))
6079                 /*
6080                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6081                  * from other swap handling below.
6082                  */
6083                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6084         else if (is_swap_pte(ptent))
6085                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6086
6087         if (target && page) {
6088                 if (!trylock_page(page)) {
6089                         put_page(page);
6090                         return ret;
6091                 }
6092                 /*
6093                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6094                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6095                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6096                  * control over the mapped state: the page lock will
6097                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6098                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6099                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6100                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6101                  * Alas, skip moving the page in this case.
6102                  */
6103                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6104                         unlock_page(page);
6105                         put_page(page);
6106                         return ret;
6107                 }
6108         }
6109
6110         if (!page && !ent.val)
6111                 return ret;
6112         if (page) {
6113                 /*
6114                  * Do only loose check w/o serialization.
6115                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6116                  * not under LRU exclusion.
6117                  */
6118                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
6119                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6120                         if (is_device_private_page(page) ||
6121                             is_device_coherent_page(page))
6122                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6123                         if (target)
6124                                 target->page = page;
6125                 }
6126                 if (!ret || !target) {
6127                         if (target)
6128                                 unlock_page(page);
6129                         put_page(page);
6130                 }
6131         }
6132         /*
6133          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6134          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6135          */
6136         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6137             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6138                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6139                 if (target)
6140                         target->ent = ent;
6141         }
6142         return ret;
6143 }
6144
6145 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6146 /*
6147  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6148  * not support them for now.
6149  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6150  */
6151 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6152                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6153 {
6154         struct page *page = NULL;
6155         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6156
6157         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6158                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6159                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6160                 return ret;
6161         }
6162         page = pmd_page(pmd);
6163         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6164         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6165                 return ret;
6166         if (page_memcg(page) == mc.from) {
6167                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6168                 if (target) {
6169                         get_page(page);
6170                         if (!trylock_page(page)) {
6171                                 put_page(page);
6172                                 return MC_TARGET_NONE;
6173                         }
6174                         target->page = page;
6175                 }
6176         }
6177         return ret;
6178 }
6179 #else
6180 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6181                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6182 {
6183         return MC_TARGET_NONE;
6184 }
6185 #endif
6186
6187 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6188                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6189                                         struct mm_walk *walk)
6190 {
6191         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6192         pte_t *pte;
6193         spinlock_t *ptl;
6194
6195         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6196         if (ptl) {
6197                 /*
6198                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6199                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6200                  * this might change.
6201                  */
6202                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6203                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6204                 spin_unlock(ptl);
6205                 return 0;
6206         }
6207
6208         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6209         if (!pte)
6210                 return 0;
6211         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6212                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6213                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6214         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6215         cond_resched();
6216
6217         return 0;
6218 }
6219
6220 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6221         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6222         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6223 };
6224
6225 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6226 {
6227         unsigned long precharge;
6228
6229         mmap_read_lock(mm);
6230         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6231         mmap_read_unlock(mm);
6232
6233         precharge = mc.precharge;
6234         mc.precharge = 0;
6235
6236         return precharge;
6237 }
6238
6239 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6240 {
6241         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6242
6243         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6244         mc.moving_task = current;
6245         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6246 }
6247
6248 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6249 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6250 {
6251         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6252         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6253
6254         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6255         if (mc.precharge) {
6256                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6257                 mc.precharge = 0;
6258         }
6259         /*
6260          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6261          * we must uncharge here.
6262          */
6263         if (mc.moved_charge) {
6264                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6265                 mc.moved_charge = 0;
6266         }
6267         /* we must fixup refcnts and charges */
6268         if (mc.moved_swap) {
6269                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6270                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6271                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6272
6273                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6274
6275                 /*
6276                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6277                  * should uncharge to->memory.
6278                  */
6279                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6280                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6281
6282                 mc.moved_swap = 0;
6283         }
6284         memcg_oom_recover(from);
6285         memcg_oom_recover(to);
6286         wake_up_all(&mc.waitq);
6287 }
6288
6289 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6290 {
6291         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6292
6293         /*
6294          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6295          * task migration.
6296          */
6297         mc.moving_task = NULL;
6298         __mem_cgroup_clear_mc();
6299         spin_lock(&mc.lock);
6300         mc.from = NULL;
6301         mc.to = NULL;
6302         mc.mm = NULL;
6303         spin_unlock(&mc.lock);
6304
6305         mmput(mm);
6306 }
6307
6308 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6309 {
6310         struct cgroup_subsys_state *css;
6311         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6312         struct mem_cgroup *from;
6313         struct task_struct *leader, *p;
6314         struct mm_struct *mm;
6315         unsigned long move_flags;
6316         int ret = 0;
6317
6318         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6319         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6320                 return 0;
6321
6322         /*
6323          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6324          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6325          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6326          * multiple.
6327          */
6328         p = NULL;
6329         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6330                 WARN_ON_ONCE(p);
6331                 p = leader;
6332                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6333         }
6334         if (!p)
6335                 return 0;
6336
6337         /*
6338          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6339          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6340          * So we need to save it, and keep it going.
6341          */
6342         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6343         if (!move_flags)
6344                 return 0;
6345
6346         from = mem_cgroup_from_task(p);
6347
6348         VM_BUG_ON(from == memcg);
6349
6350         mm = get_task_mm(p);
6351         if (!mm)
6352                 return 0;
6353         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6354         if (mm->owner == p) {
6355                 VM_BUG_ON(mc.from);
6356                 VM_BUG_ON(mc.to);
6357                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6358                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6359                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6360
6361                 spin_lock(&mc.lock);
6362                 mc.mm = mm;
6363                 mc.from = from;
6364                 mc.to = memcg;
6365                 mc.flags = move_flags;
6366                 spin_unlock(&mc.lock);
6367                 /* We set mc.moving_task later */
6368
6369                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6370                 if (ret)
6371                         mem_cgroup_clear_mc();
6372         } else {
6373                 mmput(mm);
6374         }
6375         return ret;
6376 }
6377
6378 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6379 {
6380         if (mc.to)
6381                 mem_cgroup_clear_mc();
6382 }
6383
6384 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6385                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6386                                 struct mm_walk *walk)
6387 {
6388         int ret = 0;
6389         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6390         pte_t *pte;
6391         spinlock_t *ptl;
6392         enum mc_target_type target_type;
6393         union mc_target target;
6394         struct page *page;
6395
6396         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6397         if (ptl) {
6398                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6399                         spin_unlock(ptl);
6400                         return 0;
6401                 }
6402                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6403                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6404                         page = target.page;
6405                         if (isolate_lru_page(page)) {
6406                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6407                                                              mc.from, mc.to)) {
6408                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6409                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6410                                 }
6411                                 putback_lru_page(page);
6412                         }
6413                         unlock_page(page);
6414                         put_page(page);
6415                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6416                         page = target.page;
6417                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6418                                                      mc.from, mc.to)) {
6419                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6420                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6421                         }
6422                         unlock_page(page);
6423                         put_page(page);
6424                 }
6425                 spin_unlock(ptl);
6426                 return 0;
6427         }
6428
6429 retry:
6430         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6431         if (!pte)
6432                 return 0;
6433         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6434                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6435                 bool device = false;
6436                 swp_entry_t ent;
6437
6438                 if (!mc.precharge)
6439                         break;
6440
6441                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6442                 case MC_TARGET_DEVICE:
6443                         device = true;
6444                         fallthrough;
6445                 case MC_TARGET_PAGE:
6446                         page = target.page;
6447                         /*
6448                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6449                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6450                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6451                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6452                          */
6453                         if (PageTransCompound(page))
6454                                 goto put;
6455                         if (!device && !isolate_lru_page(page))
6456                                 goto put;
6457                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6458                                                 mc.from, mc.to)) {
6459                                 mc.precharge--;
6460                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6461                                 mc.moved_charge++;
6462                         }
6463                         if (!device)
6464                                 putback_lru_page(page);
6465 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6466                         unlock_page(page);
6467                         put_page(page);
6468                         break;
6469                 case MC_TARGET_SWAP:
6470                         ent = target.ent;
6471                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6472                                 mc.precharge--;
6473                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6474                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6475                                 mc.moved_swap++;
6476                         }
6477                         break;
6478                 default:
6479                         break;
6480                 }
6481         }
6482         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6483         cond_resched();
6484
6485         if (addr != end) {
6486                 /*
6487                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6488                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6489                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6490                  * phase.
6491                  */
6492                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6493                 if (!ret)
6494                         goto retry;
6495         }
6496
6497         return ret;
6498 }
6499
6500 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6501         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6502         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6503 };
6504
6505 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6506 {
6507         lru_add_drain_all();
6508         /*
6509          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6510          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6511          * for already started RCU-only updates to finish.
6512          */
6513         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6514         synchronize_rcu();
6515 retry:
6516         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6517                 /*
6518                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6519                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6520                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6521                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6522                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6523                  */
6524                 __mem_cgroup_clear_mc();
6525                 cond_resched();
6526                 goto retry;
6527         }
6528         /*
6529          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6530          * additional charge, the page walk just aborts.
6531          */
6532         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6533         mmap_read_unlock(mc.mm);
6534         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6535 }
6536
6537 static void mem_cgroup_move_task(void)
6538 {
6539         if (mc.to) {
6540                 mem_cgroup_move_charge();
6541                 mem_cgroup_clear_mc();
6542         }
6543 }
6544
6545 #else   /* !CONFIG_MMU */
6546 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6547 {
6548         return 0;
6549 }
6550 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6551 {
6552 }
6553 static void mem_cgroup_move_task(void)
6554 {
6555 }
6556 #endif
6557
6558 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6559 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6560 {
6561         /*
6562          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6563          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6564          * because it's always performed on the current task, so does
6565          * current_objcg_update().
6566          */
6567         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6568 }
6569
6570 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6571 {
6572         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6573
6574         objcg = (struct obj_cgroup *)
6575                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6576         if (objcg)
6577                 obj_cgroup_put(objcg);
6578
6579         /*
6580          * Some kernel allocations can happen after this point,
6581          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6582          * because it's always performed on the current task, so does
6583          * current_objcg_update().
6584          */
6585         task->objcg = NULL;
6586 }
6587 #endif
6588
6589 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6590 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6591 {
6592         struct task_struct *task;
6593         struct cgroup_subsys_state *css;
6594
6595         /* find the first leader if there is any */
6596         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6597                 break;
6598
6599         if (!task)
6600                 return;
6601
6602         task_lock(task);
6603         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6604                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6605         task_unlock(task);
6606 }
6607 #else
6608 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6609 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6610
6611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6612 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6613 {
6614         struct task_struct *task;
6615         struct cgroup_subsys_state *css;
6616
6617         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6618                 /* atomically set the update bit */
6619                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6620         }
6621 }
6622 #else
6623 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6624 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6625
6626 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6627 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6628 {
6629         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6630         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6631 }
6632 #endif
6633
6634 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6635 {
6636         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6637                 seq_puts(m, "max\n");
6638         else
6639                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6640
6641         return 0;
6642 }
6643
6644 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6645                                struct cftype *cft)
6646 {
6647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6648
6649         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6650 }
6651
6652 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6653                             struct cftype *cft)
6654 {
6655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6656
6657         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6658 }
6659
6660 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6661 {
6662         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6663                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6664 }
6665
6666 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6667                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6668 {
6669         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6670         unsigned long min;
6671         int err;
6672
6673         buf = strstrip(buf);
6674         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6675         if (err)
6676                 return err;
6677
6678         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6679
6680         return nbytes;
6681 }
6682
6683 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6684 {
6685         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6686                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6687 }
6688
6689 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6690                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6691 {
6692         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6693         unsigned long low;
6694         int err;
6695
6696         buf = strstrip(buf);
6697         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6698         if (err)
6699                 return err;
6700
6701         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6702
6703         return nbytes;
6704 }
6705
6706 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6707 {
6708         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6709                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6710 }
6711
6712 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6713                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6714 {
6715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6716         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6717         bool drained = false;
6718         unsigned long high;
6719         int err;
6720
6721         buf = strstrip(buf);
6722         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6723         if (err)
6724                 return err;
6725
6726         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6727
6728         for (;;) {
6729                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6730                 unsigned long reclaimed;
6731
6732                 if (nr_pages <= high)
6733                         break;
6734
6735                 if (signal_pending(current))
6736                         break;
6737
6738                 if (!drained) {
6739                         drain_all_stock(memcg);
6740                         drained = true;
6741                         continue;
6742                 }
6743
6744                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6745                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6746
6747                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6748                         break;
6749         }
6750
6751         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6752         return nbytes;
6753 }
6754
6755 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6756 {
6757         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6758                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6759 }
6760
6761 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6762                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6763 {
6764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6765         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6766         bool drained = false;
6767         unsigned long max;
6768         int err;
6769
6770         buf = strstrip(buf);
6771         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6772         if (err)
6773                 return err;
6774
6775         xchg(&memcg->memory.max, max);
6776
6777         for (;;) {
6778                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6779
6780                 if (nr_pages <= max)
6781                         break;
6782
6783                 if (signal_pending(current))
6784                         break;
6785
6786                 if (!drained) {
6787                         drain_all_stock(memcg);
6788                         drained = true;
6789                         continue;
6790                 }
6791
6792                 if (nr_reclaims) {
6793                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6794                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6795                                 nr_reclaims--;
6796                         continue;
6797                 }
6798
6799                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6800                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6801                         break;
6802         }
6803
6804         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6805         return nbytes;
6806 }
6807
6808 /*
6809  * Note: don't forget to update the 'samples/cgroup/memcg_event_listener'
6810  * if any new events become available.
6811  */
6812 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6813 {
6814         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6815         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6816         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6817         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6818         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6819                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6820         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6821                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6822 }
6823
6824 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6825 {
6826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6827
6828         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6829         return 0;
6830 }
6831
6832 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6833 {
6834         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6835
6836         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6837         return 0;
6838 }
6839
6840 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6841 {
6842         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6843         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6844         struct seq_buf s;
6845
6846         if (!buf)
6847                 return -ENOMEM;
6848         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6849         memory_stat_format(memcg, &s);
6850         seq_puts(m, buf);
6851         kfree(buf);
6852         return 0;
6853 }
6854
6855 #ifdef CONFIG_NUMA
6856 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6857                                                      int item)
6858 {
6859         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6860                 memcg_page_state_output_unit(item);
6861 }
6862
6863 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6864 {
6865         int i;
6866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6867
6868         mem_cgroup_flush_stats();
6869
6870         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6871                 int nid;
6872
6873                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6874                         continue;
6875
6876                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6877                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6878                         u64 size;
6879                         struct lruvec *lruvec;
6880
6881                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6882                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6883                                                         memory_stats[i].idx);
6884                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6885                 }
6886                 seq_putc(m, '\n');
6887         }
6888
6889         return 0;
6890 }
6891 #endif
6892
6893 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6894 {
6895         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6896
6897         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6898
6899         return 0;
6900 }
6901
6902 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6903                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6904 {
6905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6906         int ret, oom_group;
6907
6908         buf = strstrip(buf);
6909         if (!buf)
6910                 return -EINVAL;
6911
6912         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6913         if (ret)
6914                 return ret;
6915
6916         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6917                 return -EINVAL;
6918
6919         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6920
6921         return nbytes;
6922 }
6923
6924 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6925                               size_t nbytes, loff_t off)
6926 {
6927         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6928         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6929         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6930         unsigned int reclaim_options;
6931         int err;
6932
6933         buf = strstrip(buf);
6934         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6935         if (err)
6936                 return err;
6937
6938         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6939         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6940                 unsigned long reclaimed;
6941
6942                 if (signal_pending(current))
6943                         return -EINTR;
6944
6945                 /*
6946                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6947                  * hope of introducing more evictable pages for
6948                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6949                  */
6950                 if (!nr_retries)
6951                         lru_add_drain_all();
6952
6953                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
6954                                         min(nr_to_reclaim - nr_reclaimed, SWAP_CLUSTER_MAX),
6955                                         GFP_KERNEL, reclaim_options);
6956
6957                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6958                         return -EAGAIN;
6959
6960                 nr_reclaimed += reclaimed;
6961         }
6962
6963         return nbytes;
6964 }
6965
6966 static struct cftype memory_files[] = {
6967         {
6968                 .name = "current",
6969                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6970                 .read_u64 = memory_current_read,
6971         },
6972         {
6973                 .name = "peak",
6974                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6975                 .read_u64 = memory_peak_read,
6976         },
6977         {
6978                 .name = "min",
6979                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6980                 .seq_show = memory_min_show,
6981                 .write = memory_min_write,
6982         },
6983         {
6984                 .name = "low",
6985                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6986                 .seq_show = memory_low_show,
6987                 .write = memory_low_write,
6988         },
6989         {
6990                 .name = "high",
6991                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6992                 .seq_show = memory_high_show,
6993                 .write = memory_high_write,
6994         },
6995         {
6996                 .name = "max",
6997                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6998                 .seq_show = memory_max_show,
6999                 .write = memory_max_write,
7000         },
7001         {
7002                 .name = "events",
7003                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7004                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
7005                 .seq_show = memory_events_show,
7006         },
7007         {
7008                 .name = "events.local",
7009                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7010                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
7011                 .seq_show = memory_events_local_show,
7012         },
7013         {
7014                 .name = "stat",
7015                 .seq_show = memory_stat_show,
7016         },
7017 #ifdef CONFIG_NUMA
7018         {
7019                 .name = "numa_stat",
7020                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
7021         },
7022 #endif
7023         {
7024                 .name = "oom.group",
7025                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7026                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7027                 .write = memory_oom_group_write,
7028         },
7029         {
7030                 .name = "reclaim",
7031                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7032                 .write = memory_reclaim,
7033         },
7034         { }     /* terminate */
7035 };
7036
7037 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7038         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7039         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7040         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7041         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7042         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7043         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7044         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7045         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7046 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7047         .attach = mem_cgroup_attach,
7048 #endif
7049         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7050         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7051 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7052         .fork = mem_cgroup_fork,
7053         .exit = mem_cgroup_exit,
7054 #endif
7055         .dfl_cftypes = memory_files,
7056         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7057         .early_init = 0,
7058 };
7059
7060 /*
7061  * This function calculates an individual cgroup's effective
7062  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7063  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7064  * distribution in the tree.
7065  *
7066  * The following rules apply to the effective protection values:
7067  *
7068  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7069  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7070  *
7071  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7072  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7073  *    parent's effective protection.
7074  *
7075  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7076  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7077  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7078  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7079  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7080  *
7081  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7082  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7083  *    the unused remainder is available to its siblings.
7084  *
7085  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7086  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7087  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7088  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7089  *
7090  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7091  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7092  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7093  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7094  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7095  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7096  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7097  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7098  *
7099  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7100  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7101  * neighboring subtrees.
7102  */
7103 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7104                                           unsigned long parent_usage,
7105                                           unsigned long setting,
7106                                           unsigned long parent_effective,
7107                                           unsigned long siblings_protected)
7108 {
7109         unsigned long protected;
7110         unsigned long ep;
7111
7112         protected = min(usage, setting);
7113         /*
7114          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7115          * protection than what the parent affords them, distribute
7116          * shares in proportion to utilization.
7117          *
7118          * We are using actual utilization rather than the statically
7119          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7120          * but unused protection is available to siblings that would
7121          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7122          */
7123         if (siblings_protected > parent_effective)
7124                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7125
7126         /*
7127          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7128          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7129          * and utilizes is effectively protected.
7130          *
7131          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7132          * will apply pressure in proportion to that amount.
7133          *
7134          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7135          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7136          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7137          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7138          * protection is always dependent on how memory is actually
7139          * consumed among the siblings anyway.
7140          */
7141         ep = protected;
7142
7143         /*
7144          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7145          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7146          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7147          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7148          * other compete freely over the allowance, but they are
7149          * collectively protected from neighboring trees.
7150          *
7151          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7152          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7153          * the same bytes twice.
7154          *
7155          * Check both usage and parent_usage against the respective
7156          * protected values. One should imply the other, but they
7157          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7158          */
7159         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7160                 return ep;
7161         if (parent_effective > siblings_protected &&
7162             parent_usage > siblings_protected &&
7163             usage > protected) {
7164                 unsigned long unclaimed;
7165
7166                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7167                 unclaimed *= usage - protected;
7168                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7169
7170                 ep += unclaimed;
7171         }
7172
7173         return ep;
7174 }
7175
7176 /**
7177  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7178  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7179  * @memcg: the memory cgroup to check
7180  *
7181  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7182  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7183  */
7184 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7185                                      struct mem_cgroup *memcg)
7186 {
7187         unsigned long usage, parent_usage;
7188         struct mem_cgroup *parent;
7189
7190         if (mem_cgroup_disabled())
7191                 return;
7192
7193         if (!root)
7194                 root = root_mem_cgroup;
7195
7196         /*
7197          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7198          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7199          * details.
7200          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7201          * that special casing.
7202          */
7203         if (memcg == root)
7204                 return;
7205
7206         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7207         if (!usage)
7208                 return;
7209
7210         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7211
7212         if (parent == root) {
7213                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7214                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7215                 return;
7216         }
7217
7218         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7219
7220         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7221                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7222                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7223                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7224
7225         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7226                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7227                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7228                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7229 }
7230
7231 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7232                         gfp_t gfp)
7233 {
7234         int ret;
7235
7236         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7237         if (ret)
7238                 goto out;
7239
7240         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7241 out:
7242         return ret;
7243 }
7244
7245 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7246 {
7247         struct mem_cgroup *memcg;
7248         int ret;
7249
7250         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7251         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7252         css_put(&memcg->css);
7253
7254         return ret;
7255 }
7256
7257 /**
7258  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7259  * @memcg: memcg to charge.
7260  * @gfp: reclaim mode.
7261  * @nr_pages: number of pages to charge.
7262  *
7263  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7264  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7265  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7266  *
7267  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7268  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7269  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7270  * of try_charge().
7271  *
7272  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7273  */
7274 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7275                         long nr_pages)
7276 {
7277         /*
7278          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7279          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7280          */
7281         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7282                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7283                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7284                 return -EOPNOTSUPP;
7285
7286         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7287                 return -ENOMEM;
7288
7289         return 0;
7290 }
7291
7292 /**
7293  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7294  * @folio: folio to charge.
7295  * @mm: mm context of the victim
7296  * @gfp: reclaim mode
7297  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7298  *
7299  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7300  * adding the folio to the swapcache.
7301  *
7302  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7303  */
7304 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7305                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7306 {
7307         struct mem_cgroup *memcg;
7308         unsigned short id;
7309         int ret;
7310
7311         if (mem_cgroup_disabled())
7312                 return 0;
7313
7314         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7315         rcu_read_lock();
7316         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7317         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7318                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7319         rcu_read_unlock();
7320
7321         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7322
7323         css_put(&memcg->css);
7324         return ret;
7325 }
7326
7327 /*
7328  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7329  * @entry: swap entry for which the page is charged
7330  *
7331  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7332  *
7333  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7334  * is order 0 page.
7335  */
7336 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7337 {
7338         /*
7339          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7340          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7341          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7342          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7343          * the entire time.
7344          *
7345          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7346          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7347          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7348          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7349          */
7350         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7351                 /*
7352                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7353                  * let's not wait for it.  The page already received a
7354                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7355                  */
7356                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7357         }
7358 }
7359
7360 struct uncharge_gather {
7361         struct mem_cgroup *memcg;
7362         unsigned long nr_memory;
7363         unsigned long pgpgout;
7364         unsigned long nr_kmem;
7365         int nid;
7366 };
7367
7368 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7369 {
7370         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7371 }
7372
7373 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7374 {
7375         unsigned long flags;
7376
7377         if (ug->nr_memory) {
7378                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7379                 if (do_memsw_account())
7380                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7381                 if (ug->nr_kmem)
7382                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7383                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7384         }
7385
7386         local_irq_save(flags);
7387         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7388         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7389         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7390         local_irq_restore(flags);
7391
7392         /* drop reference from uncharge_folio */
7393         css_put(&ug->memcg->css);
7394 }
7395
7396 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7397 {
7398         long nr_pages;
7399         struct mem_cgroup *memcg;
7400         struct obj_cgroup *objcg;
7401
7402         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7403
7404         /*
7405          * Nobody should be changing or seriously looking at
7406          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7407          * exclusive access to the folio.
7408          */
7409         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7410                 objcg = __folio_objcg(folio);
7411                 /*
7412                  * This get matches the put at the end of the function and
7413                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7414                  */
7415                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7416         } else {
7417                 memcg = __folio_memcg(folio);
7418         }
7419
7420         if (!memcg)
7421                 return;
7422
7423         if (ug->memcg != memcg) {
7424                 if (ug->memcg) {
7425                         uncharge_batch(ug);
7426                         uncharge_gather_clear(ug);
7427                 }
7428                 ug->memcg = memcg;
7429                 ug->nid = folio_nid(folio);
7430
7431                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7432                 css_get(&memcg->css);
7433         }
7434
7435         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7436
7437         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7438                 ug->nr_memory += nr_pages;
7439                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7440
7441                 folio->memcg_data = 0;
7442                 obj_cgroup_put(objcg);
7443         } else {
7444                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7445                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7446                         ug->nr_memory += nr_pages;
7447                 ug->pgpgout++;
7448
7449                 folio->memcg_data = 0;
7450         }
7451
7452         css_put(&memcg->css);
7453 }
7454
7455 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7456 {
7457         struct uncharge_gather ug;
7458
7459         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7460         if (!folio_memcg(folio))
7461                 return;
7462
7463         uncharge_gather_clear(&ug);
7464         uncharge_folio(folio, &ug);
7465         uncharge_batch(&ug);
7466 }
7467
7468 /**
7469  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7470  * @page_list: list of pages to uncharge
7471  *
7472  * Uncharge a list of pages previously charged with
7473  * __mem_cgroup_charge().
7474  */
7475 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7476 {
7477         struct uncharge_gather ug;
7478         struct folio *folio;
7479
7480         uncharge_gather_clear(&ug);
7481         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
7482                 uncharge_folio(folio, &ug);
7483         if (ug.memcg)
7484                 uncharge_batch(&ug);
7485 }
7486
7487 /**
7488  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7489  * @old: Currently circulating folio.
7490  * @new: Replacement folio.
7491  *
7492  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7493  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7494  * (in replace_page_cache_folio()).
7495  *
7496  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7497  */
7498 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7499 {
7500         struct mem_cgroup *memcg;
7501         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7502         unsigned long flags;
7503
7504         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7505         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7506         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7507         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7508
7509         if (mem_cgroup_disabled())
7510                 return;
7511
7512         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7513         if (folio_memcg(new))
7514                 return;
7515
7516         memcg = folio_memcg(old);
7517         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7518         if (!memcg)
7519                 return;
7520
7521         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7522         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7523                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7524                 if (do_memsw_account())
7525                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7526         }
7527
7528         css_get(&memcg->css);
7529         commit_charge(new, memcg);
7530
7531         local_irq_save(flags);
7532         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7533         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7534         local_irq_restore(flags);
7535 }
7536
7537 /**
7538  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7539  * @old: Currently circulating folio.
7540  * @new: Replacement folio.
7541  *
7542  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7543  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7544  * will remain unchanged throughout the process.
7545  *
7546  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7547  */
7548 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7549 {
7550         struct mem_cgroup *memcg;
7551
7552         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7553         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7554         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7555         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7556
7557         if (mem_cgroup_disabled())
7558                 return;
7559
7560         memcg = folio_memcg(old);
7561         /*
7562          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7563          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7564          * was not selected.
7565          */
7566         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7567         if (!memcg)
7568                 return;
7569
7570         /* Transfer the charge and the css ref */
7571         commit_charge(new, memcg);
7572         old->memcg_data = 0;
7573 }
7574
7575 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7576 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7577
7578 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7579 {
7580         struct mem_cgroup *memcg;
7581
7582         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7583                 return;
7584
7585         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7586         if (!in_task())
7587                 return;
7588
7589         rcu_read_lock();
7590         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7591         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7592                 goto out;
7593         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7594                 goto out;
7595         if (css_tryget(&memcg->css))
7596                 sk->sk_memcg = memcg;
7597 out:
7598         rcu_read_unlock();
7599 }
7600
7601 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7602 {
7603         if (sk->sk_memcg)
7604                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7605 }
7606
7607 /**
7608  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7609  * @memcg: memcg to charge
7610  * @nr_pages: number of pages to charge
7611  * @gfp_mask: reclaim mode
7612  *
7613  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7614  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7615  */
7616 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7617                              gfp_t gfp_mask)
7618 {
7619         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7620                 struct page_counter *fail;
7621
7622                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7623                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7624                         return true;
7625                 }
7626                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7627                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7628                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7629                         return true;
7630                 }
7631                 return false;
7632         }
7633
7634         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7635                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7636                 return true;
7637         }
7638
7639         return false;
7640 }
7641
7642 /**
7643  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7644  * @memcg: memcg to uncharge
7645  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7646  */
7647 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7648 {
7649         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7650                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7651                 return;
7652         }
7653
7654         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7655
7656         refill_stock(memcg, nr_pages);
7657 }
7658
7659 static int __init cgroup_memory(char *s)
7660 {
7661         char *token;
7662
7663         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7664                 if (!*token)
7665                         continue;
7666                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7667                         cgroup_memory_nosocket = true;
7668                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7669                         cgroup_memory_nokmem = true;
7670                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7671                         cgroup_memory_nobpf = true;
7672         }
7673         return 1;
7674 }
7675 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7676
7677 /*
7678  * subsys_initcall() for memory controller.
7679  *
7680  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7681  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7682  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7683  * should be initialized from here.
7684  */
7685 static int __init mem_cgroup_init(void)
7686 {
7687         int cpu, node;
7688
7689         /*
7690          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7691          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7692          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7693          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7694          */
7695         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7696
7697         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7698                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7699
7700         for_each_possible_cpu(cpu)
7701                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7702                           drain_local_stock);
7703
7704         for_each_node(node) {
7705                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7706
7707                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7708
7709                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7710                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7711                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7712                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7713         }
7714
7715         return 0;
7716 }
7717 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7718
7719 #ifdef CONFIG_SWAP
7720 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7721 {
7722         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7723                 /*
7724                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7725                  * always be >= 1.
7726                  */
7727                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7728                         VM_BUG_ON(1);
7729                         break;
7730                 }
7731                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7732                 if (!memcg)
7733                         memcg = root_mem_cgroup;
7734         }
7735         return memcg;
7736 }
7737
7738 /**
7739  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7740  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7741  * @entry: swap entry to move the charge to
7742  *
7743  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7744  */
7745 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7746 {
7747         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7748         unsigned int nr_entries;
7749         unsigned short oldid;
7750
7751         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7752         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7753
7754         if (mem_cgroup_disabled())
7755                 return;
7756
7757         if (!do_memsw_account())
7758                 return;
7759
7760         memcg = folio_memcg(folio);
7761
7762         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7763         if (!memcg)
7764                 return;
7765
7766         /*
7767          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7768          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7769          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7770          */
7771         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7772         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7773         /* Get references for the tail pages, too */
7774         if (nr_entries > 1)
7775                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7776         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7777                                    nr_entries);
7778         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7779         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7780
7781         folio->memcg_data = 0;
7782
7783         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7784                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7785
7786         if (memcg != swap_memcg) {
7787                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7788                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7789                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7790         }
7791
7792         /*
7793          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7794          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7795          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7796          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7797          */
7798         memcg_stats_lock();
7799         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7800         memcg_stats_unlock();
7801         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7802
7803         css_put(&memcg->css);
7804 }
7805
7806 /**
7807  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7808  * @folio: folio being added to swap
7809  * @entry: swap entry to charge
7810  *
7811  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7812  *
7813  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7814  */
7815 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7816 {
7817         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7818         struct page_counter *counter;
7819         struct mem_cgroup *memcg;
7820         unsigned short oldid;
7821
7822         if (do_memsw_account())
7823                 return 0;
7824
7825         memcg = folio_memcg(folio);
7826
7827         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7828         if (!memcg)
7829                 return 0;
7830
7831         if (!entry.val) {
7832                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7833                 return 0;
7834         }
7835
7836         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7837
7838         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7839             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7840                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7841                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7842                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7843                 return -ENOMEM;
7844         }
7845
7846         /* Get references for the tail pages, too */
7847         if (nr_pages > 1)
7848                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7849         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7850         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7851         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7852
7853         return 0;
7854 }
7855
7856 /**
7857  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7858  * @entry: swap entry to uncharge
7859  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7860  */
7861 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7862 {
7863         struct mem_cgroup *memcg;
7864         unsigned short id;
7865
7866         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7867         rcu_read_lock();
7868         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7869         if (memcg) {
7870                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7871                         if (do_memsw_account())
7872                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7873                         else
7874                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7875                 }
7876                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7877                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7878         }
7879         rcu_read_unlock();
7880 }
7881
7882 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7883 {
7884         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7885
7886         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7887                 return nr_swap_pages;
7888         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7889                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7890                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7891                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7892         return nr_swap_pages;
7893 }
7894
7895 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7896 {
7897         struct mem_cgroup *memcg;
7898
7899         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7900
7901         if (vm_swap_full())
7902                 return true;
7903         if (do_memsw_account())
7904                 return false;
7905
7906         memcg = folio_memcg(folio);
7907         if (!memcg)
7908                 return false;
7909
7910         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7911                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7912
7913                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7914                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7915                         return true;
7916         }
7917
7918         return false;
7919 }
7920
7921 static int __init setup_swap_account(char *s)
7922 {
7923         pr_warn_once("The swapaccount= commandline option is deprecated. "
7924                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
7925                      "depend on this functionality.\n");
7926         return 1;
7927 }
7928 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7929
7930 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7931                              struct cftype *cft)
7932 {
7933         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7934
7935         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7936 }
7937
7938 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7939                           struct cftype *cft)
7940 {
7941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7942
7943         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
7944 }
7945
7946 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7947 {
7948         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7949                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7950 }
7951
7952 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7953                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7954 {
7955         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7956         unsigned long high;
7957         int err;
7958
7959         buf = strstrip(buf);
7960         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7961         if (err)
7962                 return err;
7963
7964         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7965
7966         return nbytes;
7967 }
7968
7969 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7970 {
7971         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7972                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7973 }
7974
7975 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7976                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7977 {
7978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7979         unsigned long max;
7980         int err;
7981
7982         buf = strstrip(buf);
7983         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7984         if (err)
7985                 return err;
7986
7987         xchg(&memcg->swap.max, max);
7988
7989         return nbytes;
7990 }
7991
7992 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7993 {
7994         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7995
7996         seq_printf(m, "high %lu\n",
7997                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7998         seq_printf(m, "max %lu\n",
7999                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
8000         seq_printf(m, "fail %lu\n",
8001                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
8002
8003         return 0;
8004 }
8005
8006 static struct cftype swap_files[] = {
8007         {
8008                 .name = "swap.current",
8009                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8010                 .read_u64 = swap_current_read,
8011         },
8012         {
8013                 .name = "swap.high",
8014                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8015                 .seq_show = swap_high_show,
8016                 .write = swap_high_write,
8017         },
8018         {
8019                 .name = "swap.max",
8020                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8021                 .seq_show = swap_max_show,
8022                 .write = swap_max_write,
8023         },
8024         {
8025                 .name = "swap.peak",
8026                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8027                 .read_u64 = swap_peak_read,
8028         },
8029         {
8030                 .name = "swap.events",
8031                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8032                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8033                 .seq_show = swap_events_show,
8034         },
8035         { }     /* terminate */
8036 };
8037
8038 static struct cftype memsw_files[] = {
8039         {
8040                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8041                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8043         },
8044         {
8045                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8047                 .write = mem_cgroup_reset,
8048                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8049         },
8050         {
8051                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8053                 .write = mem_cgroup_write,
8054                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8055         },
8056         {
8057                 .name = "memsw.failcnt",
8058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8059                 .write = mem_cgroup_reset,
8060                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8061         },
8062         { },    /* terminate */
8063 };
8064
8065 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8066 /**
8067  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8068  * @objcg: the object cgroup
8069  *
8070  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8071  *
8072  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8073  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8074  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8075  * spending cycles on compression when there is already no room left
8076  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8077  */
8078 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8079 {
8080         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8081         bool ret = true;
8082
8083         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8084                 return true;
8085
8086         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8087         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8088              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8089                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8090                 unsigned long pages;
8091
8092                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8093                         continue;
8094                 if (max == 0) {
8095                         ret = false;
8096                         break;
8097                 }
8098
8099                 cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
8100                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8101                 if (pages < max)
8102                         continue;
8103                 ret = false;
8104                 break;
8105         }
8106         mem_cgroup_put(original_memcg);
8107         return ret;
8108 }
8109
8110 /**
8111  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8112  * @objcg: the object cgroup
8113  * @size: size of compressed object
8114  *
8115  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8116  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8117  */
8118 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8119 {
8120         struct mem_cgroup *memcg;
8121
8122         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8123                 return;
8124
8125         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8126
8127         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8128         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8129                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8130
8131         rcu_read_lock();
8132         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8133         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8134         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8135         rcu_read_unlock();
8136 }
8137
8138 /**
8139  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8140  * @objcg: the object cgroup
8141  * @size: size of compressed object
8142  *
8143  * Uncharges zswap memory on page in.
8144  */
8145 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8146 {
8147         struct mem_cgroup *memcg;
8148
8149         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8150                 return;
8151
8152         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8153
8154         rcu_read_lock();
8155         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8156         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8157         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8158         rcu_read_unlock();
8159 }
8160
8161 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8162                               struct cftype *cft)
8163 {
8164         cgroup_rstat_flush(css->cgroup);
8165         return memcg_page_state(mem_cgroup_from_css(css), MEMCG_ZSWAP_B);
8166 }
8167
8168 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8169 {
8170         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8171                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8172 }
8173
8174 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8175                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8176 {
8177         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8178         unsigned long max;
8179         int err;
8180
8181         buf = strstrip(buf);
8182         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8183         if (err)
8184                 return err;
8185
8186         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8187
8188         return nbytes;
8189 }
8190
8191 static struct cftype zswap_files[] = {
8192         {
8193                 .name = "zswap.current",
8194                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8195                 .read_u64 = zswap_current_read,
8196         },
8197         {
8198                 .name = "zswap.max",
8199                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8200                 .seq_show = zswap_max_show,
8201                 .write = zswap_max_write,
8202         },
8203         { }     /* terminate */
8204 };
8205 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8206
8207 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8208 {
8209         if (mem_cgroup_disabled())
8210                 return 0;
8211
8212         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8213         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8214 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8215         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8216 #endif
8217         return 0;
8218 }
8219 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8220
8221 #endif /* CONFIG_SWAP */