mm/memcg: add debug checking in lock_page_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
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
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 should_force_charge(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 cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 extern spinlock_t css_set_lock;
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&css_set_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page->mem_cgroup;
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page->mem_cgroup;
564
565         /*
566          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
567          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
568          * In this case the page is shared and doesn't belong
569          * to any specific memory cgroup.
570          */
571         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
572                 memcg = NULL;
573
574         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
575                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
576         if (memcg)
577                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
578         rcu_read_unlock();
579         return ino;
580 }
581
582 static struct mem_cgroup_per_node *
583 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         int nid = page_to_nid(page);
586
587         return memcg->nodeinfo[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_node(int nid)
592 {
593         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
594 }
595
596 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
597 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
598 {
599         int nid = page_to_nid(page);
600
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
605                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
606                                          unsigned long new_usage_in_excess)
607 {
608         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
609         struct rb_node *parent = NULL;
610         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
611         bool rightmost = true;
612
613         if (mz->on_tree)
614                 return;
615
616         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
617         if (!mz->usage_in_excess)
618                 return;
619         while (*p) {
620                 parent = *p;
621                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
622                                         tree_node);
623                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
624                         p = &(*p)->rb_left;
625                         rightmost = false;
626                 } else {
627                         p = &(*p)->rb_right;
628                 }
629         }
630
631         if (rightmost)
632                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
633
634         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
635         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
636         mz->on_tree = true;
637 }
638
639 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
640                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
641 {
642         if (!mz->on_tree)
643                 return;
644
645         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
646                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
647
648         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
649         mz->on_tree = false;
650 }
651
652 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
653                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
654 {
655         unsigned long flags;
656
657         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
658         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
659         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
660 }
661
662 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
665         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
666         unsigned long excess = 0;
667
668         if (nr_pages > soft_limit)
669                 excess = nr_pages - soft_limit;
670
671         return excess;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
675 {
676         unsigned long excess;
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
679
680         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
681         if (!mctz)
682                 return;
683         /*
684          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
685          * because their event counter is not touched.
686          */
687         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
688                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
689                 excess = soft_limit_excess(memcg);
690                 /*
691                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
692                  * mem is over its softlimit.
693                  */
694                 if (excess || mz->on_tree) {
695                         unsigned long flags;
696
697                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
698                         /* if on-tree, remove it */
699                         if (mz->on_tree)
700                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
701                         /*
702                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
703                          * If excess is 0, no tree ops.
704                          */
705                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
706                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
707                 }
708         }
709 }
710
711 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
712 {
713         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
714         struct mem_cgroup_per_node *mz;
715         int nid;
716
717         for_each_node(nid) {
718                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
719                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
720                 if (mctz)
721                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
722         }
723 }
724
725 static struct mem_cgroup_per_node *
726 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
727 {
728         struct mem_cgroup_per_node *mz;
729
730 retry:
731         mz = NULL;
732         if (!mctz->rb_rightmost)
733                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
734
735         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
736                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
737         /*
738          * Remove the node now but someone else can add it back,
739          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
740          * position in the tree.
741          */
742         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
743         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
744             !css_tryget(&mz->memcg->css))
745                 goto retry;
746 done:
747         return mz;
748 }
749
750 static struct mem_cgroup_per_node *
751 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
752 {
753         struct mem_cgroup_per_node *mz;
754
755         spin_lock_irq(&mctz->lock);
756         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
757         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
758         return mz;
759 }
760
761 /**
762  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
763  * @memcg: the memory cgroup
764  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
765  * @val: delta to add to the counter, can be negative
766  */
767 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
768 {
769         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
770
771         if (mem_cgroup_disabled())
772                 return;
773
774         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
775                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
776
777         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
778         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
779                 struct mem_cgroup *mi;
780
781                 /*
782                  * Batch local counters to keep them in sync with
783                  * the hierarchical ones.
784                  */
785                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
786                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
787                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
788                 x = 0;
789         }
790         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
791 }
792
793 static struct mem_cgroup_per_node *
794 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
795 {
796         struct mem_cgroup *parent;
797
798         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
799         if (!parent)
800                 return NULL;
801         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
802 }
803
804 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
805                               int val)
806 {
807         struct mem_cgroup_per_node *pn;
808         struct mem_cgroup *memcg;
809         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
810
811         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
812         memcg = pn->memcg;
813
814         /* Update memcg */
815         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
816
817         /* Update lruvec */
818         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
819
820         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
821                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
822
823         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
824         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
825                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
826                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
827
828                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
829                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
830                 x = 0;
831         }
832         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
833 }
834
835 /**
836  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
837  * @lruvec: the lruvec
838  * @idx: the stat item
839  * @val: delta to add to the counter, can be negative
840  *
841  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
842  * function updates the all three counters that are affected by a
843  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
844  */
845 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
846                         int val)
847 {
848         /* Update node */
849         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
850
851         /* Update memcg and lruvec */
852         if (!mem_cgroup_disabled())
853                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
854 }
855
856 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
857                              int val)
858 {
859         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
860         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
861         struct lruvec *lruvec;
862
863         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
864         if (!head->mem_cgroup) {
865                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
866                 return;
867         }
868
869         lruvec = mem_cgroup_lruvec(head->mem_cgroup, pgdat);
870         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
871 }
872 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
873
874 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
875 {
876         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
877         struct mem_cgroup *memcg;
878         struct lruvec *lruvec;
879
880         rcu_read_lock();
881         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
882
883         /*
884          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
885          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
886          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
887          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
888          */
889         if (!memcg) {
890                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
891         } else {
892                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
893                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
894         }
895         rcu_read_unlock();
896 }
897
898 /**
899  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
900  * @memcg: the memory cgroup
901  * @idx: the event item
902  * @count: the number of events that occured
903  */
904 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
905                           unsigned long count)
906 {
907         unsigned long x;
908
909         if (mem_cgroup_disabled())
910                 return;
911
912         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
913         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
914                 struct mem_cgroup *mi;
915
916                 /*
917                  * Batch local counters to keep them in sync with
918                  * the hierarchical ones.
919                  */
920                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
921                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
922                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
923                 x = 0;
924         }
925         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
931 }
932
933 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
934 {
935         long x = 0;
936         int cpu;
937
938         for_each_possible_cpu(cpu)
939                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
940         return x;
941 }
942
943 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
944                                          struct page *page,
945                                          int nr_pages)
946 {
947         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
948         if (nr_pages > 0)
949                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
950         else {
951                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
952                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
953         }
954
955         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
956 }
957
958 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
959                                        enum mem_cgroup_events_target target)
960 {
961         unsigned long val, next;
962
963         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
964         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
965         /* from time_after() in jiffies.h */
966         if ((long)(next - val) < 0) {
967                 switch (target) {
968                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
969                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
970                         break;
971                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
972                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
973                         break;
974                 default:
975                         break;
976                 }
977                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
978                 return true;
979         }
980         return false;
981 }
982
983 /*
984  * Check events in order.
985  *
986  */
987 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
988 {
989         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
990         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
991                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
992                 bool do_softlimit;
993
994                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
995                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
996                 mem_cgroup_threshold(memcg);
997                 if (unlikely(do_softlimit))
998                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
999         }
1000 }
1001
1002 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1003 {
1004         /*
1005          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1006          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1007          * So this can be called with p == NULL.
1008          */
1009         if (unlikely(!p))
1010                 return NULL;
1011
1012         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1015
1016 /**
1017  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1018  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1019  *
1020  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1021  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1022  * returned.
1023  */
1024 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1025 {
1026         struct mem_cgroup *memcg;
1027
1028         if (mem_cgroup_disabled())
1029                 return NULL;
1030
1031         rcu_read_lock();
1032         do {
1033                 /*
1034                  * Page cache insertions can happen withou an
1035                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1036                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1037                  */
1038                 if (unlikely(!mm))
1039                         memcg = root_mem_cgroup;
1040                 else {
1041                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1042                         if (unlikely(!memcg))
1043                                 memcg = root_mem_cgroup;
1044                 }
1045         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1046         rcu_read_unlock();
1047         return memcg;
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1050
1051 /**
1052  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1053  * @page: page from which memcg should be extracted.
1054  *
1055  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1056  * root_mem_cgroup is returned.
1057  */
1058 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1059 {
1060         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1061
1062         if (mem_cgroup_disabled())
1063                 return NULL;
1064
1065         rcu_read_lock();
1066         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1067         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1068                 memcg = root_mem_cgroup;
1069         rcu_read_unlock();
1070         return memcg;
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1073
1074 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1075 {
1076         if (in_interrupt())
1077                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1078         else
1079                 return current->active_memcg;
1080 }
1081
1082 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1083 {
1084         struct mem_cgroup *memcg;
1085
1086         rcu_read_lock();
1087         memcg = active_memcg();
1088         if (memcg) {
1089                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1090                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1091                         memcg = root_mem_cgroup;
1092                 else
1093                         memcg = current->active_memcg;
1094         }
1095         rcu_read_unlock();
1096
1097         return memcg;
1098 }
1099
1100 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1101 {
1102         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1103         if (unlikely(active_memcg()))
1104                 return false;
1105
1106         /* Memcg to charge can't be determined. */
1107         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1108                 return true;
1109
1110         return false;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1115  */
1116 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1117 {
1118         if (memcg_kmem_bypass())
1119                 return NULL;
1120
1121         if (unlikely(active_memcg()))
1122                 return get_active_memcg();
1123
1124         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1125 }
1126
1127 /**
1128  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1129  * @root: hierarchy root
1130  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1131  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1132  *
1133  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1134  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1135  *
1136  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1137  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1138  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1139  *
1140  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1141  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1142  * same node.
1143  */
1144 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1145                                    struct mem_cgroup *prev,
1146                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1147 {
1148         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1149         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1150         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1151         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1152
1153         if (mem_cgroup_disabled())
1154                 return NULL;
1155
1156         if (!root)
1157                 root = root_mem_cgroup;
1158
1159         if (prev && !reclaim)
1160                 pos = prev;
1161
1162         rcu_read_lock();
1163
1164         if (reclaim) {
1165                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1166
1167                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1168                 iter = &mz->iter;
1169
1170                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1171                         goto out_unlock;
1172
1173                 while (1) {
1174                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1175                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1176                                 break;
1177                         /*
1178                          * css reference reached zero, so iter->position will
1179                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1180                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1181                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1182                          * might block it. So we clear iter->position right
1183                          * away.
1184                          */
1185                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1186                 }
1187         }
1188
1189         if (pos)
1190                 css = &pos->css;
1191
1192         for (;;) {
1193                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1194                 if (!css) {
1195                         /*
1196                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1197                          * new one might jump in right at the end of
1198                          * the hierarchy - make sure they see at least
1199                          * one group and restart from the beginning.
1200                          */
1201                         if (!prev)
1202                                 continue;
1203                         break;
1204                 }
1205
1206                 /*
1207                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1208                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1209                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1210                  */
1211                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1212
1213                 if (css == &root->css)
1214                         break;
1215
1216                 if (css_tryget(css))
1217                         break;
1218
1219                 memcg = NULL;
1220         }
1221
1222         if (reclaim) {
1223                 /*
1224                  * The position could have already been updated by a competing
1225                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1226                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1227                  */
1228                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1229
1230                 if (pos)
1231                         css_put(&pos->css);
1232
1233                 if (!memcg)
1234                         iter->generation++;
1235                 else if (!prev)
1236                         reclaim->generation = 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 = mem_cgroup_nodeinfo(from, 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 cgruop1 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 (last != root_mem_cgroup)
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 and returns the value.
1305  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1306  *
1307  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1308  */
1309 int 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(memcg == root_mem_cgroup);
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         return ret;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1335  * @page: the page
1336  * @pgdat: pgdat of the page
1337  *
1338  * This function relies on page's memcg being stable - see the
1339  * access rules in commit_charge().
1340  */
1341 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1342 {
1343         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1344         struct mem_cgroup *memcg;
1345         struct lruvec *lruvec;
1346
1347         if (mem_cgroup_disabled()) {
1348                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         memcg = page->mem_cgroup;
1353         /*
1354          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1355          * possibly migrated - before they are charged.
1356          */
1357         if (!memcg)
1358                 memcg = root_mem_cgroup;
1359
1360         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1361         lruvec = &mz->lruvec;
1362 out:
1363         /*
1364          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1365          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1366          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1367          */
1368         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1369                 lruvec->pgdat = pgdat;
1370         return lruvec;
1371 }
1372
1373 /**
1374  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1375  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1376  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1377  * @zid: zone id of the accounted pages
1378  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1379  *
1380  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1381  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1382  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1383  */
1384 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1385                                 int zid, int nr_pages)
1386 {
1387         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1388         unsigned long *lru_size;
1389         long size;
1390
1391         if (mem_cgroup_disabled())
1392                 return;
1393
1394         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1395         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1396
1397         if (nr_pages < 0)
1398                 *lru_size += nr_pages;
1399
1400         size = *lru_size;
1401         if (WARN_ONCE(size < 0,
1402                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1403                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1404                 VM_BUG_ON(1);
1405                 *lru_size = 0;
1406         }
1407
1408         if (nr_pages > 0)
1409                 *lru_size += nr_pages;
1410 }
1411
1412 /**
1413  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1414  * @memcg: the memory cgroup
1415  *
1416  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1417  * pages.
1418  */
1419 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         unsigned long margin = 0;
1422         unsigned long count;
1423         unsigned long limit;
1424
1425         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1426         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1427         if (count < limit)
1428                 margin = limit - count;
1429
1430         if (do_memsw_account()) {
1431                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1432                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1433                 if (count < limit)
1434                         margin = min(margin, limit - count);
1435                 else
1436                         margin = 0;
1437         }
1438
1439         return margin;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1444  *
1445  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1446  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1447  * caused by "move".
1448  */
1449 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         struct mem_cgroup *from;
1452         struct mem_cgroup *to;
1453         bool ret = false;
1454         /*
1455          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1456          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1457          */
1458         spin_lock(&mc.lock);
1459         from = mc.from;
1460         to = mc.to;
1461         if (!from)
1462                 goto unlock;
1463
1464         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1465                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1466 unlock:
1467         spin_unlock(&mc.lock);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1474                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1475                         DEFINE_WAIT(wait);
1476                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1477                         /* moving charge context might have finished. */
1478                         if (mc.moving_task)
1479                                 schedule();
1480                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1481                         return true;
1482                 }
1483         }
1484         return false;
1485 }
1486
1487 struct memory_stat {
1488         const char *name;
1489         unsigned int ratio;
1490         unsigned int idx;
1491 };
1492
1493 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1494         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1495         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1496         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1497         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1498         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1499         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1500         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1501         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1502         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1503         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         /*
1506          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1507          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1508          * constant(e.g. powerpc).
1509          */
1510         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1511         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1512         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1513 #endif
1514         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1515         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1516         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1517         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1518         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1519
1520         /*
1521          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1522          * together and slab_reclaimable must be in front.
1523          */
1524         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1525         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1526
1527         /* The memory events */
1528         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1529         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1530         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1531         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1532         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1533         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1534         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1535 };
1536
1537 static int __init memory_stats_init(void)
1538 {
1539         int i;
1540
1541         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1542 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1543                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1544                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1545                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1546                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1547 #endif
1548                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1549                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1550         }
1551
1552         return 0;
1553 }
1554 pure_initcall(memory_stats_init);
1555
1556 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1557 {
1558         struct seq_buf s;
1559         int i;
1560
1561         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1562         if (!s.buffer)
1563                 return NULL;
1564
1565         /*
1566          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1567          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1568          *
1569          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1570          * 1) generic big picture -> specifics and details
1571          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1572          *
1573          * Current memory state:
1574          */
1575
1576         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1577                 u64 size;
1578
1579                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1580                 size *= memory_stats[i].ratio;
1581                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1582
1583                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1584                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1585                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1586                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1587                 }
1588         }
1589
1590         /* Accumulated memory events */
1591
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1593                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1594         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1595                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1596         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1597                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1598         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1599                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1600                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1601         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1602                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1603                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1605                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1607                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1608         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1609                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1610         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1611                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1612
1613 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1614         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1615                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1616         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1617                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1618 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1619
1620         /* The above should easily fit into one page */
1621         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1622
1623         return s.buffer;
1624 }
1625
1626 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1627 /**
1628  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1629  * memory controller.
1630  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1631  * @p: Task that is going to be killed
1632  *
1633  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1634  * enabled
1635  */
1636 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1637 {
1638         rcu_read_lock();
1639
1640         if (memcg) {
1641                 pr_cont(",oom_memcg=");
1642                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1643         } else
1644                 pr_cont(",global_oom");
1645         if (p) {
1646                 pr_cont(",task_memcg=");
1647                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1648         }
1649         rcu_read_unlock();
1650 }
1651
1652 /**
1653  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1654  * memory controller.
1655  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1656  */
1657 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1658 {
1659         char *buf;
1660
1661         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1662                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1663                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1664         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1665                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1666                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1667                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1668         else {
1669                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1670                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1671                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1672                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1673                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1674                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1675         }
1676
1677         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1678         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1679         pr_cont(":");
1680         buf = memory_stat_format(memcg);
1681         if (!buf)
1682                 return;
1683         pr_info("%s", buf);
1684         kfree(buf);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1689  */
1690 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1691 {
1692         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1693
1694         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1695                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1696                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1697                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1698         } else { /* v1 */
1699                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1700                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1701                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1702
1703                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1704                 }
1705         }
1706         return max;
1707 }
1708
1709 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1710 {
1711         return page_counter_read(&memcg->memory);
1712 }
1713
1714 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1715                                      int order)
1716 {
1717         struct oom_control oc = {
1718                 .zonelist = NULL,
1719                 .nodemask = NULL,
1720                 .memcg = memcg,
1721                 .gfp_mask = gfp_mask,
1722                 .order = order,
1723         };
1724         bool ret = true;
1725
1726         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1727                 return true;
1728
1729         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1730                 goto unlock;
1731
1732         /*
1733          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1734          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1735          */
1736         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1737
1738 unlock:
1739         mutex_unlock(&oom_lock);
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1744                                    pg_data_t *pgdat,
1745                                    gfp_t gfp_mask,
1746                                    unsigned long *total_scanned)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1749         int total = 0;
1750         int loop = 0;
1751         unsigned long excess;
1752         unsigned long nr_scanned;
1753         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1754                 .pgdat = pgdat,
1755         };
1756
1757         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1758
1759         while (1) {
1760                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1761                 if (!victim) {
1762                         loop++;
1763                         if (loop >= 2) {
1764                                 /*
1765                                  * If we have not been able to reclaim
1766                                  * anything, it might because there are
1767                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1768                                  */
1769                                 if (!total)
1770                                         break;
1771                                 /*
1772                                  * We want to do more targeted reclaim.
1773                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1774                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1775                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1776                                  */
1777                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1778                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1779                                         break;
1780                         }
1781                         continue;
1782                 }
1783                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1784                                         pgdat, &nr_scanned);
1785                 *total_scanned += nr_scanned;
1786                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1787                         break;
1788         }
1789         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1790         return total;
1791 }
1792
1793 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1794 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1795         .name = "memcg_oom_lock",
1796 };
1797 #endif
1798
1799 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1800
1801 /*
1802  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1803  * If someone is running, return false.
1804  */
1805 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1806 {
1807         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1808
1809         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1810
1811         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1812                 if (iter->oom_lock) {
1813                         /*
1814                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1815                          * so we cannot give a lock.
1816                          */
1817                         failed = iter;
1818                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1819                         break;
1820                 } else
1821                         iter->oom_lock = true;
1822         }
1823
1824         if (failed) {
1825                 /*
1826                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1827                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1828                  */
1829                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1830                         if (iter == failed) {
1831                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1832                                 break;
1833                         }
1834                         iter->oom_lock = false;
1835                 }
1836         } else
1837                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1838
1839         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1840
1841         return !failed;
1842 }
1843
1844 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1845 {
1846         struct mem_cgroup *iter;
1847
1848         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1849         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1850         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1851                 iter->oom_lock = false;
1852         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1853 }
1854
1855 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1856 {
1857         struct mem_cgroup *iter;
1858
1859         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1860         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1861                 iter->under_oom++;
1862         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1863 }
1864
1865 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1866 {
1867         struct mem_cgroup *iter;
1868
1869         /*
1870          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1871          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1872          */
1873         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1874         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1875                 if (iter->under_oom > 0)
1876                         iter->under_oom--;
1877         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1878 }
1879
1880 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1881
1882 struct oom_wait_info {
1883         struct mem_cgroup *memcg;
1884         wait_queue_entry_t      wait;
1885 };
1886
1887 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1888         unsigned mode, int sync, void *arg)
1889 {
1890         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1891         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1892         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1893
1894         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1895         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1896
1897         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1898             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1899                 return 0;
1900         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1901 }
1902
1903 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1904 {
1905         /*
1906          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1907          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1908          * this function is called as a result of userland actions
1909          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1910          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1911          * triggering notification.
1912          */
1913         if (memcg && memcg->under_oom)
1914                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1915 }
1916
1917 enum oom_status {
1918         OOM_SUCCESS,
1919         OOM_FAILED,
1920         OOM_ASYNC,
1921         OOM_SKIPPED
1922 };
1923
1924 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1925 {
1926         enum oom_status ret;
1927         bool locked;
1928
1929         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1930                 return OOM_SKIPPED;
1931
1932         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1933
1934         /*
1935          * We are in the middle of the charge context here, so we
1936          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1937          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1938          *
1939          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1940          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1941          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1942          * released.
1943          *
1944          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1945          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1946          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1947          * invoke the oom killer here.
1948          *
1949          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1950          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1951          */
1952         if (memcg->oom_kill_disable) {
1953                 if (!current->in_user_fault)
1954                         return OOM_SKIPPED;
1955                 css_get(&memcg->css);
1956                 current->memcg_in_oom = memcg;
1957                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1958                 current->memcg_oom_order = order;
1959
1960                 return OOM_ASYNC;
1961         }
1962
1963         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1964
1965         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1966
1967         if (locked)
1968                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1969
1970         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1971         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1972                 ret = OOM_SUCCESS;
1973         else
1974                 ret = OOM_FAILED;
1975
1976         if (locked)
1977                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1978
1979         return ret;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1984  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1985  *
1986  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1987  * handler was enabled.
1988  *
1989  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1990  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1991  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1992  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1993  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1994  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1995  *
1996  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1997  * completed, %false otherwise.
1998  */
1999 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2000 {
2001         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2002         struct oom_wait_info owait;
2003         bool locked;
2004
2005         /* OOM is global, do not handle */
2006         if (!memcg)
2007                 return false;
2008
2009         if (!handle)
2010                 goto cleanup;
2011
2012         owait.memcg = memcg;
2013         owait.wait.flags = 0;
2014         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2015         owait.wait.private = current;
2016         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2017
2018         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2019         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2020
2021         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2022
2023         if (locked)
2024                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2025
2026         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2027                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2028                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2029                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2030                                          current->memcg_oom_order);
2031         } else {
2032                 schedule();
2033                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2034                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2035         }
2036
2037         if (locked) {
2038                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2039                 /*
2040                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2041                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2042                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2043                  */
2044                 memcg_oom_recover(memcg);
2045         }
2046 cleanup:
2047         current->memcg_in_oom = NULL;
2048         css_put(&memcg->css);
2049         return true;
2050 }
2051
2052 /**
2053  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2054  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2055  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2056  *
2057  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2058  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2059  *
2060  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2061  */
2062 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2063                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2064 {
2065         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2066         struct mem_cgroup *memcg;
2067
2068         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2069                 return NULL;
2070
2071         if (!oom_domain)
2072                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2073
2074         rcu_read_lock();
2075
2076         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2077         if (memcg == root_mem_cgroup)
2078                 goto out;
2079
2080         /*
2081          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2082          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2083          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2084          */
2085         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2086                 goto out;
2087
2088         /*
2089          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2090          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2091          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2092          */
2093         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2094                 if (memcg->oom_group)
2095                         oom_group = memcg;
2096
2097                 if (memcg == oom_domain)
2098                         break;
2099         }
2100
2101         if (oom_group)
2102                 css_get(&oom_group->css);
2103 out:
2104         rcu_read_unlock();
2105
2106         return oom_group;
2107 }
2108
2109 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2110 {
2111         pr_info("Tasks in ");
2112         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2113         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2114 }
2115
2116 /**
2117  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2118  * @page: the page
2119  *
2120  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2121  * another cgroup.
2122  *
2123  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2124  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2125  * when @page might get freed inside the locked section.
2126  */
2127 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2128 {
2129         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2130         struct mem_cgroup *memcg;
2131         unsigned long flags;
2132
2133         /*
2134          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2135          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2136          * because page moving starts with an RCU grace period.
2137          *
2138          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2139          * the page state that is going to change is the only thing
2140          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2141          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2142          * keep off truncation, migration and so forth.
2143          */
2144         rcu_read_lock();
2145
2146         if (mem_cgroup_disabled())
2147                 return NULL;
2148 again:
2149         memcg = head->mem_cgroup;
2150         if (unlikely(!memcg))
2151                 return NULL;
2152
2153 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2154         local_irq_save(flags);
2155         might_lock(&memcg->move_lock);
2156         local_irq_restore(flags);
2157 #endif
2158
2159         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2160                 return memcg;
2161
2162         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2163         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2164                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2165                 goto again;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * When charge migration first begins, we can have locked and
2170          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2171          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2172          */
2173         memcg->move_lock_task = current;
2174         memcg->move_lock_flags = flags;
2175
2176         return memcg;
2177 }
2178 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2179
2180 /**
2181  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2182  * @memcg: the memcg
2183  *
2184  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2185  */
2186 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2187 {
2188         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2189                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2190
2191                 memcg->move_lock_task = NULL;
2192                 memcg->move_lock_flags = 0;
2193
2194                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2195         }
2196
2197         rcu_read_unlock();
2198 }
2199
2200 /**
2201  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2202  * @page: the page
2203  */
2204 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2205 {
2206         struct page *head = compound_head(page);
2207
2208         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2209 }
2210 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2211
2212 struct memcg_stock_pcp {
2213         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2214         unsigned int nr_pages;
2215
2216 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2217         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2218         unsigned int nr_bytes;
2219 #endif
2220
2221         struct work_struct work;
2222         unsigned long flags;
2223 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2224 };
2225 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2226 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2227
2228 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2229 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2230 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2231                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2232
2233 #else
2234 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2235 {
2236 }
2237 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2238                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2239 {
2240         return false;
2241 }
2242 #endif
2243
2244 /**
2245  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2246  * @memcg: memcg to consume from.
2247  * @nr_pages: how many pages to charge.
2248  *
2249  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2250  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2251  * service an allocation will refill the stock.
2252  *
2253  * returns true if successful, false otherwise.
2254  */
2255 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2256 {
2257         struct memcg_stock_pcp *stock;
2258         unsigned long flags;
2259         bool ret = false;
2260
2261         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2262                 return ret;
2263
2264         local_irq_save(flags);
2265
2266         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2267         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2268                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2269                 ret = true;
2270         }
2271
2272         local_irq_restore(flags);
2273
2274         return ret;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2279  */
2280 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2281 {
2282         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2283
2284         if (!old)
2285                 return;
2286
2287         if (stock->nr_pages) {
2288                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2289                 if (do_memsw_account())
2290                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2291                 stock->nr_pages = 0;
2292         }
2293
2294         css_put(&old->css);
2295         stock->cached = NULL;
2296 }
2297
2298 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2299 {
2300         struct memcg_stock_pcp *stock;
2301         unsigned long flags;
2302
2303         /*
2304          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2305          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2306          */
2307         local_irq_save(flags);
2308
2309         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2310         drain_obj_stock(stock);
2311         drain_stock(stock);
2312         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2313
2314         local_irq_restore(flags);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2319  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2320  */
2321 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2322 {
2323         struct memcg_stock_pcp *stock;
2324         unsigned long flags;
2325
2326         local_irq_save(flags);
2327
2328         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2329         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2330                 drain_stock(stock);
2331                 css_get(&memcg->css);
2332                 stock->cached = memcg;
2333         }
2334         stock->nr_pages += nr_pages;
2335
2336         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2337                 drain_stock(stock);
2338
2339         local_irq_restore(flags);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2344  * of the hierarchy under it.
2345  */
2346 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2347 {
2348         int cpu, curcpu;
2349
2350         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2351         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2352                 return;
2353         /*
2354          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2355          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2356          * as well as workers from this path always operate on the local
2357          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2358          */
2359         curcpu = get_cpu();
2360         for_each_online_cpu(cpu) {
2361                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2362                 struct mem_cgroup *memcg;
2363                 bool flush = false;
2364
2365                 rcu_read_lock();
2366                 memcg = stock->cached;
2367                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2368                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2369                         flush = true;
2370                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2371                         flush = true;
2372                 rcu_read_unlock();
2373
2374                 if (flush &&
2375                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2376                         if (cpu == curcpu)
2377                                 drain_local_stock(&stock->work);
2378                         else
2379                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2380                 }
2381         }
2382         put_cpu();
2383         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2384 }
2385
2386 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2387 {
2388         struct memcg_stock_pcp *stock;
2389         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2390
2391         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2392         drain_stock(stock);
2393
2394         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2395                 int i;
2396
2397                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2398                         int nid;
2399                         long x;
2400
2401                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2402                         if (x)
2403                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2404                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2405
2406                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2407                                 continue;
2408
2409                         for_each_node(nid) {
2410                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2411
2412                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2413                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2414                                 if (x)
2415                                         do {
2416                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2417                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2418                         }
2419                 }
2420
2421                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2422                         long x;
2423
2424                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2425                         if (x)
2426                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2427                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2428                 }
2429         }
2430
2431         return 0;
2432 }
2433
2434 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2435                                   unsigned int nr_pages,
2436                                   gfp_t gfp_mask)
2437 {
2438         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2439
2440         do {
2441                 unsigned long pflags;
2442
2443                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2444                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2445                         continue;
2446
2447                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2448
2449                 psi_memstall_enter(&pflags);
2450                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2451                                                              gfp_mask, true);
2452                 psi_memstall_leave(&pflags);
2453         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2454                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2455
2456         return nr_reclaimed;
2457 }
2458
2459 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2460 {
2461         struct mem_cgroup *memcg;
2462
2463         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2464         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2469  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2470  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2471  */
2472 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2473
2474 /*
2475  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2476  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2477  * below.
2478  *
2479  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2480  *   overage ratio to a delay.
2481  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2482  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2483  *   to produce a reasonable delay curve.
2484  *
2485  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2486  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2487  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2488  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2489  * example, with a high of 100 megabytes:
2490  *
2491  *  +-------+------------------------+
2492  *  | usage | time to allocate in ms |
2493  *  +-------+------------------------+
2494  *  | 100M  |                      0 |
2495  *  | 101M  |                      6 |
2496  *  | 102M  |                     25 |
2497  *  | 103M  |                     57 |
2498  *  | 104M  |                    102 |
2499  *  | 105M  |                    159 |
2500  *  | 106M  |                    230 |
2501  *  | 107M  |                    313 |
2502  *  | 108M  |                    409 |
2503  *  | 109M  |                    518 |
2504  *  | 110M  |                    639 |
2505  *  | 111M  |                    774 |
2506  *  | 112M  |                    921 |
2507  *  | 113M  |                   1081 |
2508  *  | 114M  |                   1254 |
2509  *  | 115M  |                   1439 |
2510  *  | 116M  |                   1638 |
2511  *  | 117M  |                   1849 |
2512  *  | 118M  |                   2000 |
2513  *  | 119M  |                   2000 |
2514  *  | 120M  |                   2000 |
2515  *  +-------+------------------------+
2516  */
2517  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2518  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2519
2520 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2521 {
2522         u64 overage;
2523
2524         if (usage <= high)
2525                 return 0;
2526
2527         /*
2528          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2529          * it was a threshold of 1 page
2530          */
2531         high = max(high, 1UL);
2532
2533         overage = usage - high;
2534         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2535         return div64_u64(overage, high);
2536 }
2537
2538 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2539 {
2540         u64 overage, max_overage = 0;
2541
2542         do {
2543                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2544                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2545                 max_overage = max(overage, max_overage);
2546         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2547                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2548
2549         return max_overage;
2550 }
2551
2552 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2553 {
2554         u64 overage, max_overage = 0;
2555
2556         do {
2557                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2558                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2559                 if (overage)
2560                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2561                 max_overage = max(overage, max_overage);
2562         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2563                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2564
2565         return max_overage;
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2570  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2571  */
2572 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2573                                           unsigned int nr_pages,
2574                                           u64 max_overage)
2575 {
2576         unsigned long penalty_jiffies;
2577
2578         if (!max_overage)
2579                 return 0;
2580
2581         /*
2582          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2583          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2584          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2585          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2586          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2587          * overage amount.
2588          */
2589         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2590         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2591         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2592
2593         /*
2594          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2595          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2596          * 4N-sized allocation.
2597          *
2598          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2599          * larger the current charge patch is than that.
2600          */
2601         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2606  * and reclaims memory over the high limit.
2607  */
2608 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2609 {
2610         unsigned long penalty_jiffies;
2611         unsigned long pflags;
2612         unsigned long nr_reclaimed;
2613         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2614         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2615         struct mem_cgroup *memcg;
2616         bool in_retry = false;
2617
2618         if (likely(!nr_pages))
2619                 return;
2620
2621         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2622         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2623
2624 retry_reclaim:
2625         /*
2626          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2627          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2628          * or breaching resource isolation.
2629          *
2630          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2631          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2632          * allocator run every time an allocation is made.
2633          */
2634         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2635                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2636                                     GFP_KERNEL);
2637
2638         /*
2639          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2640          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2641          */
2642         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2643                                                mem_find_max_overage(memcg));
2644
2645         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2646                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2647
2648         /*
2649          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2650          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2651          * extremely slowly.
2652          */
2653         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2654
2655         /*
2656          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2657          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2658          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2659          * been aggressively reclaimed enough yet.
2660          */
2661         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2662                 goto out;
2663
2664         /*
2665          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2666          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2667          * throttling.
2668          */
2669         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2670                 in_retry = true;
2671                 goto retry_reclaim;
2672         }
2673
2674         /*
2675          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2676          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2677          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2678          */
2679         psi_memstall_enter(&pflags);
2680         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2681         psi_memstall_leave(&pflags);
2682
2683 out:
2684         css_put(&memcg->css);
2685 }
2686
2687 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2688                       unsigned int nr_pages)
2689 {
2690         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2691         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2692         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2693         struct page_counter *counter;
2694         enum oom_status oom_status;
2695         unsigned long nr_reclaimed;
2696         bool may_swap = true;
2697         bool drained = false;
2698         unsigned long pflags;
2699
2700         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2701                 return 0;
2702 retry:
2703         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2704                 return 0;
2705
2706         if (!do_memsw_account() ||
2707             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2708                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2709                         goto done_restock;
2710                 if (do_memsw_account())
2711                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2712                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2713         } else {
2714                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2715                 may_swap = false;
2716         }
2717
2718         if (batch > nr_pages) {
2719                 batch = nr_pages;
2720                 goto retry;
2721         }
2722
2723         /*
2724          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2725          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2726          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2727          * and let these go through as privileged allocations.
2728          */
2729         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2730                 goto force;
2731
2732         /*
2733          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2734          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2735          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2736          * free their memory.
2737          */
2738         if (unlikely(should_force_charge()))
2739                 goto force;
2740
2741         /*
2742          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2743          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2744          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2745          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2746          */
2747         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2748                 goto force;
2749
2750         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2751                 goto nomem;
2752
2753         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2754                 goto nomem;
2755
2756         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2757
2758         psi_memstall_enter(&pflags);
2759         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2760                                                     gfp_mask, may_swap);
2761         psi_memstall_leave(&pflags);
2762
2763         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2764                 goto retry;
2765
2766         if (!drained) {
2767                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2768                 drained = true;
2769                 goto retry;
2770         }
2771
2772         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2773                 goto nomem;
2774         /*
2775          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2776          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2777          * before killing the task.
2778          *
2779          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2780          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2781          * to regular pages anyway in case of failure.
2782          */
2783         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2784                 goto retry;
2785         /*
2786          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2787          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2788          */
2789         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2790                 goto retry;
2791
2792         if (nr_retries--)
2793                 goto retry;
2794
2795         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2796                 goto nomem;
2797
2798         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2799                 goto force;
2800
2801         if (fatal_signal_pending(current))
2802                 goto force;
2803
2804         /*
2805          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2806          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2807          * couldn't make any progress.
2808          */
2809         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2810                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2811         switch (oom_status) {
2812         case OOM_SUCCESS:
2813                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2814                 goto retry;
2815         case OOM_FAILED:
2816                 goto force;
2817         default:
2818                 goto nomem;
2819         }
2820 nomem:
2821         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2822                 return -ENOMEM;
2823 force:
2824         /*
2825          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2826          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2827          * temporarily by force charging it.
2828          */
2829         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2830         if (do_memsw_account())
2831                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2832
2833         return 0;
2834
2835 done_restock:
2836         if (batch > nr_pages)
2837                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2838
2839         /*
2840          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2841          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2842          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2843          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2844          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2845          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2846          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2847          */
2848         do {
2849                 bool mem_high, swap_high;
2850
2851                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2852                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2853                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2854                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2855
2856                 /* Don't bother a random interrupted task */
2857                 if (in_interrupt()) {
2858                         if (mem_high) {
2859                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2860                                 break;
2861                         }
2862                         continue;
2863                 }
2864
2865                 if (mem_high || swap_high) {
2866                         /*
2867                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2868                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2869                          * of the memory or swap footprints.
2870                          *
2871                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2872                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2873                          * based on how much each task is actually allocating.
2874                          */
2875                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2876                         set_notify_resume(current);
2877                         break;
2878                 }
2879         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2880
2881         return 0;
2882 }
2883
2884 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2885 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2886 {
2887         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2888                 return;
2889
2890         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2891         if (do_memsw_account())
2892                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2893 }
2894 #endif
2895
2896 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2897 {
2898         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2899         /*
2900          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2901          *
2902          * - the page lock
2903          * - LRU isolation
2904          * - lock_page_memcg()
2905          * - exclusive reference
2906          */
2907         page->mem_cgroup = memcg;
2908 }
2909
2910 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2911 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2912                                  gfp_t gfp)
2913 {
2914         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2915         void *vec;
2916
2917         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2918                            page_to_nid(page));
2919         if (!vec)
2920                 return -ENOMEM;
2921
2922         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2923                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2924                 kfree(vec);
2925         else
2926                 kmemleak_not_leak(vec);
2927
2928         return 0;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2933  *
2934  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2935  * cgroup_mutex, etc.
2936  */
2937 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2938 {
2939         struct page *page;
2940
2941         if (mem_cgroup_disabled())
2942                 return NULL;
2943
2944         page = virt_to_head_page(p);
2945
2946         /*
2947          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2948          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2949          * bit of the pointer is set.
2950          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2951          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2952          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2953          */
2954         if (!page->mem_cgroup)
2955                 return NULL;
2956
2957         /*
2958          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2959          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2960          * the page->obj_cgroups.
2961          */
2962         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2963                 struct obj_cgroup *objcg;
2964                 unsigned int off;
2965
2966                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2967                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2968                 if (objcg)
2969                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2970
2971                 return NULL;
2972         }
2973
2974         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2975         return page->mem_cgroup;
2976 }
2977
2978 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2979 {
2980         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2981         struct mem_cgroup *memcg;
2982
2983         if (memcg_kmem_bypass())
2984                 return NULL;
2985
2986         rcu_read_lock();
2987         if (unlikely(active_memcg()))
2988                 memcg = active_memcg();
2989         else
2990                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2991
2992         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2993                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2994                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2995                         break;
2996                 objcg = NULL;
2997         }
2998         rcu_read_unlock();
2999
3000         return objcg;
3001 }
3002
3003 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3004 {
3005         int id, size;
3006         int err;
3007
3008         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3009                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3010         if (id < 0)
3011                 return id;
3012
3013         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3014                 return id;
3015
3016         /*
3017          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3018          * so we have to grow them.
3019          */
3020         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3021
3022         size = 2 * (id + 1);
3023         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3024                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3025         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3026                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3027
3028         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3029         if (!err)
3030                 memcg_nr_cache_ids = size;
3031
3032         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3033
3034         if (err) {
3035                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3036                 return err;
3037         }
3038         return id;
3039 }
3040
3041 static void memcg_free_cache_id(int id)
3042 {
3043         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3044 }
3045
3046 /**
3047  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3048  * @memcg: memory cgroup to charge
3049  * @gfp: reclaim mode
3050  * @nr_pages: number of pages to charge
3051  *
3052  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3053  */
3054 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3055                         unsigned int nr_pages)
3056 {
3057         struct page_counter *counter;
3058         int ret;
3059
3060         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3061         if (ret)
3062                 return ret;
3063
3064         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3065             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3066
3067                 /*
3068                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3069                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3070                  * handling code.
3071                  */
3072                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3073                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3074                         return 0;
3075                 }
3076                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3077                 return -ENOMEM;
3078         }
3079         return 0;
3080 }
3081
3082 /**
3083  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3084  * @memcg: memcg to uncharge
3085  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3086  */
3087 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3088 {
3089         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3090                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3091
3092         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3093         if (do_memsw_account())
3094                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3095 }
3096
3097 /**
3098  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3099  * @page: page to charge
3100  * @gfp: reclaim mode
3101  * @order: allocation order
3102  *
3103  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3104  */
3105 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3106 {
3107         struct mem_cgroup *memcg;
3108         int ret = 0;
3109
3110         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3111         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3112                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3113                 if (!ret) {
3114                         page->mem_cgroup = memcg;
3115                         __SetPageKmemcg(page);
3116                         return 0;
3117                 }
3118                 css_put(&memcg->css);
3119         }
3120         return ret;
3121 }
3122
3123 /**
3124  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3125  * @page: page to uncharge
3126  * @order: allocation order
3127  */
3128 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3129 {
3130         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3131         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3132
3133         if (!memcg)
3134                 return;
3135
3136         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3137         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3138         page->mem_cgroup = NULL;
3139         css_put(&memcg->css);
3140
3141         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3142         if (PageKmemcg(page))
3143                 __ClearPageKmemcg(page);
3144 }
3145
3146 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3147 {
3148         struct memcg_stock_pcp *stock;
3149         unsigned long flags;
3150         bool ret = false;
3151
3152         local_irq_save(flags);
3153
3154         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3155         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3156                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3157                 ret = true;
3158         }
3159
3160         local_irq_restore(flags);
3161
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3166 {
3167         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3168
3169         if (!old)
3170                 return;
3171
3172         if (stock->nr_bytes) {
3173                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3174                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3175
3176                 if (nr_pages) {
3177                         rcu_read_lock();
3178                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3179                         rcu_read_unlock();
3180                 }
3181
3182                 /*
3183                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3184                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3185                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3186                  * refill_obj_stock().
3187                  *
3188                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3189                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3190                  * so it might be changed in the future.
3191                  */
3192                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3193                 stock->nr_bytes = 0;
3194         }
3195
3196         obj_cgroup_put(old);
3197         stock->cached_objcg = NULL;
3198 }
3199
3200 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3201                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3202 {
3203         struct mem_cgroup *memcg;
3204
3205         if (stock->cached_objcg) {
3206                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3207                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3208                         return true;
3209         }
3210
3211         return false;
3212 }
3213
3214 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3215 {
3216         struct memcg_stock_pcp *stock;
3217         unsigned long flags;
3218
3219         local_irq_save(flags);
3220
3221         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3222         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3223                 drain_obj_stock(stock);
3224                 obj_cgroup_get(objcg);
3225                 stock->cached_objcg = objcg;
3226                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3227         }
3228         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3229
3230         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3231                 drain_obj_stock(stock);
3232
3233         local_irq_restore(flags);
3234 }
3235
3236 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3237 {
3238         struct mem_cgroup *memcg;
3239         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3240         int ret;
3241
3242         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3243                 return 0;
3244
3245         /*
3246          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3247          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3248          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3249          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3250          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3251          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3252          * refill_obj_stock(), called from this function or
3253          * independently later.
3254          */
3255         rcu_read_lock();
3256 retry:
3257         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3258         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3259                 goto retry;
3260         rcu_read_unlock();
3261
3262         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3263         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3264
3265         if (nr_bytes)
3266                 nr_pages += 1;
3267
3268         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3269         if (!ret && nr_bytes)
3270                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3271
3272         css_put(&memcg->css);
3273         return ret;
3274 }
3275
3276 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3277 {
3278         refill_obj_stock(objcg, size);
3279 }
3280
3281 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3282
3283 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3284
3285 /*
3286  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3287  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3288  */
3289 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3290 {
3291         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3292         int i;
3293
3294         if (mem_cgroup_disabled())
3295                 return;
3296
3297         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3298                 css_get(&memcg->css);
3299                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3300         }
3301 }
3302 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3303
3304 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3305 /**
3306  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3307  * @entry: swap entry to be moved
3308  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3309  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3310  *
3311  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3312  * as the mem_cgroup's id of @from.
3313  *
3314  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3315  *
3316  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3317  * both res and memsw, and called css_get().
3318  */
3319 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3320                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3321 {
3322         unsigned short old_id, new_id;
3323
3324         old_id = mem_cgroup_id(from);
3325         new_id = mem_cgroup_id(to);
3326
3327         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3328                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3329                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3330                 return 0;
3331         }
3332         return -EINVAL;
3333 }
3334 #else
3335 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3336                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3337 {
3338         return -EINVAL;
3339 }
3340 #endif
3341
3342 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3343
3344 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3345                                  unsigned long max, bool memsw)
3346 {
3347         bool enlarge = false;
3348         bool drained = false;
3349         int ret;
3350         bool limits_invariant;
3351         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3352
3353         do {
3354                 if (signal_pending(current)) {
3355                         ret = -EINTR;
3356                         break;
3357                 }
3358
3359                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3360                 /*
3361                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3362                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3363                  */
3364                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3365                                            max <= memcg->memsw.max;
3366                 if (!limits_invariant) {
3367                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3368                         ret = -EINVAL;
3369                         break;
3370                 }
3371                 if (max > counter->max)
3372                         enlarge = true;
3373                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3374                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3375
3376                 if (!ret)
3377                         break;
3378
3379                 if (!drained) {
3380                         drain_all_stock(memcg);
3381                         drained = true;
3382                         continue;
3383                 }
3384
3385                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3386                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3387                         ret = -EBUSY;
3388                         break;
3389                 }
3390         } while (true);
3391
3392         if (!ret && enlarge)
3393                 memcg_oom_recover(memcg);
3394
3395         return ret;
3396 }
3397
3398 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3399                                             gfp_t gfp_mask,
3400                                             unsigned long *total_scanned)
3401 {
3402         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3403         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3404         unsigned long reclaimed;
3405         int loop = 0;
3406         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3407         unsigned long excess;
3408         unsigned long nr_scanned;
3409
3410         if (order > 0)
3411                 return 0;
3412
3413         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3414
3415         /*
3416          * Do not even bother to check the largest node if the root
3417          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3418          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3419          */
3420         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3421                 return 0;
3422
3423         /*
3424          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3425          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3426          * pressure
3427          */
3428         do {
3429                 if (next_mz)
3430                         mz = next_mz;
3431                 else
3432                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3433                 if (!mz)
3434                         break;
3435
3436                 nr_scanned = 0;
3437                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3438                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3439                 nr_reclaimed += reclaimed;
3440                 *total_scanned += nr_scanned;
3441                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3442                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3443
3444                 /*
3445                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3446                  * it is time to move on to the next cgroup
3447                  */
3448                 next_mz = NULL;
3449                 if (!reclaimed)
3450                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3451
3452                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3453                 /*
3454                  * One school of thought says that we should not add
3455                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3456                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3457                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3458                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3459                  * term TODO.
3460                  */
3461                 /* If excess == 0, no tree ops */
3462                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3463                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3464                 css_put(&mz->memcg->css);
3465                 loop++;
3466                 /*
3467                  * Could not reclaim anything and there are no more
3468                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3469                  * reclaiming anything.
3470                  */
3471                 if (!nr_reclaimed &&
3472                         (next_mz == NULL ||
3473                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3474                         break;
3475         } while (!nr_reclaimed);
3476         if (next_mz)
3477                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3478         return nr_reclaimed;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3483  *
3484  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3485  */
3486 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3487 {
3488         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3489
3490         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3491         lru_add_drain_all();
3492
3493         drain_all_stock(memcg);
3494
3495         /* try to free all pages in this cgroup */
3496         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3497                 int progress;
3498
3499                 if (signal_pending(current))
3500                         return -EINTR;
3501
3502                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3503                                                         GFP_KERNEL, true);
3504                 if (!progress) {
3505                         nr_retries--;
3506                         /* maybe some writeback is necessary */
3507                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3508                 }
3509
3510         }
3511
3512         return 0;
3513 }
3514
3515 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3516                                             char *buf, size_t nbytes,
3517                                             loff_t off)
3518 {
3519         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3520
3521         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3522                 return -EINVAL;
3523         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3524 }
3525
3526 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3527                                      struct cftype *cft)
3528 {
3529         return 1;
3530 }
3531
3532 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3533                                       struct cftype *cft, u64 val)
3534 {
3535         if (val == 1)
3536                 return 0;
3537
3538         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3539                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3540                      "depend on this functionality.\n");
3541
3542         return -EINVAL;
3543 }
3544
3545 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3546 {
3547         unsigned long val;
3548
3549         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3550                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3551                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3552                 if (swap)
3553                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3554         } else {
3555                 if (!swap)
3556                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3557                 else
3558                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3559         }
3560         return val;
3561 }
3562
3563 enum {
3564         RES_USAGE,
3565         RES_LIMIT,
3566         RES_MAX_USAGE,
3567         RES_FAILCNT,
3568         RES_SOFT_LIMIT,
3569 };
3570
3571 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3572                                struct cftype *cft)
3573 {
3574         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3575         struct page_counter *counter;
3576
3577         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3578         case _MEM:
3579                 counter = &memcg->memory;
3580                 break;
3581         case _MEMSWAP:
3582                 counter = &memcg->memsw;
3583                 break;
3584         case _KMEM:
3585                 counter = &memcg->kmem;
3586                 break;
3587         case _TCP:
3588                 counter = &memcg->tcpmem;
3589                 break;
3590         default:
3591                 BUG();
3592         }
3593
3594         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3595         case RES_USAGE:
3596                 if (counter == &memcg->memory)
3597                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3598                 if (counter == &memcg->memsw)
3599                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3600                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3601         case RES_LIMIT:
3602                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3603         case RES_MAX_USAGE:
3604                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3605         case RES_FAILCNT:
3606                 return counter->failcnt;
3607         case RES_SOFT_LIMIT:
3608                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3609         default:
3610                 BUG();
3611         }
3612 }
3613
3614 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3615 {
3616         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3617         struct mem_cgroup *mi;
3618         int node, cpu, i;
3619
3620         for_each_online_cpu(cpu)
3621                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3622                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3623
3624         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3625                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3626                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3627
3628         for_each_node(node) {
3629                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3630                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3631
3632                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3633                         stat[i] = 0;
3634
3635                 for_each_online_cpu(cpu)
3636                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3637                                 stat[i] += per_cpu(
3638                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3639
3640                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3641                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3642                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3643         }
3644 }
3645
3646 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3647 {
3648         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3649         struct mem_cgroup *mi;
3650         int cpu, i;
3651
3652         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3653                 events[i] = 0;
3654
3655         for_each_online_cpu(cpu)
3656                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3657                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3658                                              cpu);
3659
3660         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3661                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3662                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3663 }
3664
3665 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3666 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3667 {
3668         struct obj_cgroup *objcg;
3669         int memcg_id;
3670
3671         if (cgroup_memory_nokmem)
3672                 return 0;
3673
3674         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3675         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3676
3677         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3678         if (memcg_id < 0)
3679                 return memcg_id;
3680
3681         objcg = obj_cgroup_alloc();
3682         if (!objcg) {
3683                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3684                 return -ENOMEM;
3685         }
3686         objcg->memcg = memcg;
3687         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3688
3689         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3690
3691         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3692         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3693
3694         return 0;
3695 }
3696
3697 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3698 {
3699         struct cgroup_subsys_state *css;
3700         struct mem_cgroup *parent, *child;
3701         int kmemcg_id;
3702
3703         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3704                 return;
3705
3706         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3707
3708         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3709         if (!parent)
3710                 parent = root_mem_cgroup;
3711
3712         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3713
3714         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3715         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3716
3717         /*
3718          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3719          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3720          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3721          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3722          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3723          * memcg_drain_all_list_lrus().
3724          */
3725         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3726         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3727                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3728                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3729                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3730         }
3731         rcu_read_unlock();
3732
3733         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3734
3735         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3736 }
3737
3738 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3739 {
3740         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3741         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3742                 memcg_offline_kmem(memcg);
3743 }
3744 #else
3745 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3746 {
3747         return 0;
3748 }
3749 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3750 {
3751 }
3752 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3753 {
3754 }
3755 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3756
3757 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3758                                  unsigned long max)
3759 {
3760         int ret;
3761
3762         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3763         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3764         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3765         return ret;
3766 }
3767
3768 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3769 {
3770         int ret;
3771
3772         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3773
3774         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3775         if (ret)
3776                 goto out;
3777
3778         if (!memcg->tcpmem_active) {
3779                 /*
3780                  * The active flag needs to be written after the static_key
3781                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3782                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3783                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3784                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3785                  *
3786                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3787                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3788                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3789                  * yet, we'll lose accounting.
3790                  *
3791                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3792                  * because when this value change, the code to process it is not
3793                  * patched in yet.
3794                  */
3795                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3796                 memcg->tcpmem_active = true;
3797         }
3798 out:
3799         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3800         return ret;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * The user of this function is...
3805  * RES_LIMIT.
3806  */
3807 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3808                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3809 {
3810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3811         unsigned long nr_pages;
3812         int ret;
3813
3814         buf = strstrip(buf);
3815         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3816         if (ret)
3817                 return ret;
3818
3819         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3820         case RES_LIMIT:
3821                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3822                         ret = -EINVAL;
3823                         break;
3824                 }
3825                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3826                 case _MEM:
3827                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3828                         break;
3829                 case _MEMSWAP:
3830                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3831                         break;
3832                 case _KMEM:
3833                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3834                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3835                                      "depend on this functionality.\n");
3836                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3837                         break;
3838                 case _TCP:
3839                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3840                         break;
3841                 }
3842                 break;
3843         case RES_SOFT_LIMIT:
3844                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3845                 ret = 0;
3846                 break;
3847         }
3848         return ret ?: nbytes;
3849 }
3850
3851 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3852                                 size_t nbytes, loff_t off)
3853 {
3854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3855         struct page_counter *counter;
3856
3857         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3858         case _MEM:
3859                 counter = &memcg->memory;
3860                 break;
3861         case _MEMSWAP:
3862                 counter = &memcg->memsw;
3863                 break;
3864         case _KMEM:
3865                 counter = &memcg->kmem;
3866                 break;
3867         case _TCP:
3868                 counter = &memcg->tcpmem;
3869                 break;
3870         default:
3871                 BUG();
3872         }
3873
3874         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3875         case RES_MAX_USAGE:
3876                 page_counter_reset_watermark(counter);
3877                 break;
3878         case RES_FAILCNT:
3879                 counter->failcnt = 0;
3880                 break;
3881         default:
3882                 BUG();
3883         }
3884
3885         return nbytes;
3886 }
3887
3888 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3889                                         struct cftype *cft)
3890 {
3891         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3892 }
3893
3894 #ifdef CONFIG_MMU
3895 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3896                                         struct cftype *cft, u64 val)
3897 {
3898         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3899
3900         if (val & ~MOVE_MASK)
3901                 return -EINVAL;
3902
3903         /*
3904          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3905          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3906          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3907          * affect task migrations starting after the change.
3908          */
3909         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3910         return 0;
3911 }
3912 #else
3913 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3914                                         struct cftype *cft, u64 val)
3915 {
3916         return -ENOSYS;
3917 }
3918 #endif
3919
3920 #ifdef CONFIG_NUMA
3921
3922 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3923 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3924 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3925
3926 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3927                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3928 {
3929         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3930         unsigned long nr = 0;
3931         enum lru_list lru;
3932
3933         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3934
3935         for_each_lru(lru) {
3936                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3937                         continue;
3938                 if (tree)
3939                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3940                 else
3941                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3942         }
3943         return nr;
3944 }
3945
3946 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3947                                              unsigned int lru_mask,
3948                                              bool tree)
3949 {
3950         unsigned long nr = 0;
3951         enum lru_list lru;
3952
3953         for_each_lru(lru) {
3954                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3955                         continue;
3956                 if (tree)
3957                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3958                 else
3959                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3960         }
3961         return nr;
3962 }
3963
3964 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3965 {
3966         struct numa_stat {
3967                 const char *name;
3968                 unsigned int lru_mask;
3969         };
3970
3971         static const struct numa_stat stats[] = {
3972                 { "total", LRU_ALL },
3973                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3974                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3975                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3976         };
3977         const struct numa_stat *stat;
3978         int nid;
3979         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3980
3981         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3982                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3983                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3984                                                    false));
3985                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3986                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3987                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3988                                                         stat->lru_mask, false));
3989                 seq_putc(m, '\n');
3990         }
3991
3992         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3993
3994                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3995                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3996                                                    true));
3997                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3998                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3999                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4000                                                         stat->lru_mask, true));
4001                 seq_putc(m, '\n');
4002         }
4003
4004         return 0;
4005 }
4006 #endif /* CONFIG_NUMA */
4007
4008 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4009         NR_FILE_PAGES,
4010         NR_ANON_MAPPED,
4011 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4012         NR_ANON_THPS,
4013 #endif
4014         NR_SHMEM,
4015         NR_FILE_MAPPED,
4016         NR_FILE_DIRTY,
4017         NR_WRITEBACK,
4018         MEMCG_SWAP,
4019 };
4020
4021 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4022         "cache",
4023         "rss",
4024 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4025         "rss_huge",
4026 #endif
4027         "shmem",
4028         "mapped_file",
4029         "dirty",
4030         "writeback",
4031         "swap",
4032 };
4033
4034 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4035 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4036         PGPGIN,
4037         PGPGOUT,
4038         PGFAULT,
4039         PGMAJFAULT,
4040 };
4041
4042 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4043 {
4044         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4045         unsigned long memory, memsw;
4046         struct mem_cgroup *mi;
4047         unsigned int i;
4048
4049         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4050
4051         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4052                 unsigned long nr;
4053
4054                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4055                         continue;
4056                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4057 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4058                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4059                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4060 #endif
4061                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4062         }
4063
4064         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4065                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4066                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4067
4068         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4069                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4070                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4071                            PAGE_SIZE);
4072
4073         /* Hierarchical information */
4074         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4075         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4076                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4077                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4078         }
4079         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4080                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4081         if (do_memsw_account())
4082                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4083                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4084
4085         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4086                 unsigned long nr;
4087
4088                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4089                         continue;
4090                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4091 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4092                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4093                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4094 #endif
4095                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4096                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4097         }
4098
4099         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4100                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4101                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4102                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4103
4104         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4105                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4106                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4107                            PAGE_SIZE);
4108
4109 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4110         {
4111                 pg_data_t *pgdat;
4112                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4113                 unsigned long anon_cost = 0;
4114                 unsigned long file_cost = 0;
4115
4116                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4117                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4118
4119                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4120                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4121                 }
4122                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4123                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4124         }
4125 #endif
4126
4127         return 0;
4128 }
4129
4130 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4131                                       struct cftype *cft)
4132 {
4133         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4134
4135         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4136 }
4137
4138 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4139                                        struct cftype *cft, u64 val)
4140 {
4141         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4142
4143         if (val > 100)
4144                 return -EINVAL;
4145
4146         if (css->parent)
4147                 memcg->swappiness = val;
4148         else
4149                 vm_swappiness = val;
4150
4151         return 0;
4152 }
4153
4154 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4155 {
4156         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4157         unsigned long usage;
4158         int i;
4159
4160         rcu_read_lock();
4161         if (!swap)
4162                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4163         else
4164                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4165
4166         if (!t)
4167                 goto unlock;
4168
4169         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4170
4171         /*
4172          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4173          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4174          * call of __mem_cgroup_threshold().
4175          */
4176         i = t->current_threshold;
4177
4178         /*
4179          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4180          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4181          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4182          * only one element of the array here.
4183          */
4184         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4185                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4186
4187         /* i = current_threshold + 1 */
4188         i++;
4189
4190         /*
4191          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4192          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4193          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4194          * only one element of the array here.
4195          */
4196         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4197                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4198
4199         /* Update current_threshold */
4200         t->current_threshold = i - 1;
4201 unlock:
4202         rcu_read_unlock();
4203 }
4204
4205 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4206 {
4207         while (memcg) {
4208                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4209                 if (do_memsw_account())
4210                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4211
4212                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4213         }
4214 }
4215
4216 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4217 {
4218         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4219         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4220
4221         if (_a->threshold > _b->threshold)
4222                 return 1;
4223
4224         if (_a->threshold < _b->threshold)
4225                 return -1;
4226
4227         return 0;
4228 }
4229
4230 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4231 {
4232         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4233
4234         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4235
4236         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4237                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4238
4239         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4240         return 0;
4241 }
4242
4243 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4244 {
4245         struct mem_cgroup *iter;
4246
4247         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4248                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4249 }
4250
4251 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4252         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4253 {
4254         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4255         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4256         unsigned long threshold;
4257         unsigned long usage;
4258         int i, size, ret;
4259
4260         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4261         if (ret)
4262                 return ret;
4263
4264         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4265
4266         if (type == _MEM) {
4267                 thresholds = &memcg->thresholds;
4268                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4269         } else if (type == _MEMSWAP) {
4270                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4271                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4272         } else
4273                 BUG();
4274
4275         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4276         if (thresholds->primary)
4277                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4278
4279         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4280
4281         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4282         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4283         if (!new) {
4284                 ret = -ENOMEM;
4285                 goto unlock;
4286         }
4287         new->size = size;
4288
4289         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4290         if (thresholds->primary)
4291                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4292                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4293
4294         /* Add new threshold */
4295         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4296         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4297
4298         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4299         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4300                         compare_thresholds, NULL);
4301
4302         /* Find current threshold */
4303         new->current_threshold = -1;
4304         for (i = 0; i < size; i++) {
4305                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4306                         /*
4307                          * new->current_threshold will not be used until
4308                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4309                          * it here.
4310                          */
4311                         ++new->current_threshold;
4312                 } else
4313                         break;
4314         }
4315
4316         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4317         kfree(thresholds->spare);
4318         thresholds->spare = thresholds->primary;
4319
4320         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4321
4322         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4323         synchronize_rcu();
4324
4325 unlock:
4326         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4327
4328         return ret;
4329 }
4330
4331 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4332         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4333 {
4334         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4335 }
4336
4337 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4338         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4339 {
4340         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4341 }
4342
4343 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4344         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4345 {
4346         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4347         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4348         unsigned long usage;
4349         int i, j, size, entries;
4350
4351         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4352
4353         if (type == _MEM) {
4354                 thresholds = &memcg->thresholds;
4355                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4356         } else if (type == _MEMSWAP) {
4357                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4358                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4359         } else
4360                 BUG();
4361
4362         if (!thresholds->primary)
4363                 goto unlock;
4364
4365         /* Check if a threshold crossed before removing */
4366         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4367
4368         /* Calculate new number of threshold */
4369         size = entries = 0;
4370         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4371                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4372                         size++;
4373                 else
4374                         entries++;
4375         }
4376
4377         new = thresholds->spare;
4378
4379         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4380         if (!entries)
4381                 goto unlock;
4382
4383         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4384         if (!size) {
4385                 kfree(new);
4386                 new = NULL;
4387                 goto swap_buffers;
4388         }
4389
4390         new->size = size;
4391
4392         /* Copy thresholds and find current threshold */
4393         new->current_threshold = -1;
4394         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4395                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4396                         continue;
4397
4398                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4399                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4400                         /*
4401                          * new->current_threshold will not be used
4402                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4403                          * it here.
4404                          */
4405                         ++new->current_threshold;
4406                 }
4407                 j++;
4408         }
4409
4410 swap_buffers:
4411         /* Swap primary and spare array */
4412         thresholds->spare = thresholds->primary;
4413
4414         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4415
4416         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4417         synchronize_rcu();
4418
4419         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4420         if (!new) {
4421                 kfree(thresholds->spare);
4422                 thresholds->spare = NULL;
4423         }
4424 unlock:
4425         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4426 }
4427
4428 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4429         struct eventfd_ctx *eventfd)
4430 {
4431         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4432 }
4433
4434 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4435         struct eventfd_ctx *eventfd)
4436 {
4437         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4438 }
4439
4440 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4441         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4442 {
4443         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4444
4445         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4446         if (!event)
4447                 return -ENOMEM;
4448
4449         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4450
4451         event->eventfd = eventfd;
4452         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4453
4454         /* already in OOM ? */
4455         if (memcg->under_oom)
4456                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4457         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4458
4459         return 0;
4460 }
4461
4462 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4463         struct eventfd_ctx *eventfd)
4464 {
4465         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4466
4467         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4468
4469         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4470                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4471                         list_del(&ev->list);
4472                         kfree(ev);
4473                 }
4474         }
4475
4476         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4477 }
4478
4479 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4480 {
4481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4482
4483         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4484         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4485         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4486                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4487         return 0;
4488 }
4489
4490 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4491         struct cftype *cft, u64 val)
4492 {
4493         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4494
4495         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4496         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4497                 return -EINVAL;
4498
4499         memcg->oom_kill_disable = val;
4500         if (!val)
4501                 memcg_oom_recover(memcg);
4502
4503         return 0;
4504 }
4505
4506 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4507
4508 #include <trace/events/writeback.h>
4509
4510 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4511 {
4512         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4513 }
4514
4515 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4516 {
4517         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4518 }
4519
4520 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4521 {
4522         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4523 }
4524
4525 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4526 {
4527         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4528
4529         if (!memcg->css.parent)
4530                 return NULL;
4531
4532         return &memcg->cgwb_domain;
4533 }
4534
4535 /*
4536  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4537  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4538  */
4539 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4540 {
4541         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4542         int cpu;
4543
4544         for_each_online_cpu(cpu)
4545                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4546         if (x < 0)
4547                 x = 0;
4548         return x;
4549 }
4550
4551 /**
4552  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4553  * @wb: bdi_writeback in question
4554  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4555  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4556  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4557  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4558  *
4559  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4560  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4561  * is a bit more involved.
4562  *
4563  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4564  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4565  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4566  * available memory in the system.  The caller should further cap
4567  * *@pheadroom accordingly.
4568  */
4569 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4570                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4571                          unsigned long *pwriteback)
4572 {
4573         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4574         struct mem_cgroup *parent;
4575
4576         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4577
4578         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4579         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4580                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4581         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4582
4583         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4584                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4585                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4586                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4587
4588                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4589                 memcg = parent;
4590         }
4591 }
4592
4593 /*
4594  * Foreign dirty flushing
4595  *
4596  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4597  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4598  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4599  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4600  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4601  * different cgroups isn't a common use-case.
4602  *
4603  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4604  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4605  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4606  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4607  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4608  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4609  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4610  * make writeback of the dirty pages happen.
4611  *
4612  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4613  * severely throttled after making some progress after each
4614  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4615  * completely idle.
4616  *
4617  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4618  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4619  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4620  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4621  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4622  *
4623  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4624  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4625  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4626  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4627  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4628  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4629  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4630  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4631  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4632  *
4633  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4634  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4635  * records are lockless and racy.
4636  */
4637 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4638                                              struct bdi_writeback *wb)
4639 {
4640         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4641         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4642         u64 now = get_jiffies_64();
4643         u64 oldest_at = now;
4644         int oldest = -1;
4645         int i;
4646
4647         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4648
4649         /*
4650          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4651          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4652          * written out.
4653          */
4654         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4655                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4656                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4657                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4658                         break;
4659                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4660                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4661                         oldest = i;
4662                         oldest_at = frn->at;
4663                 }
4664         }
4665
4666         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4667                 /*
4668                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4669                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4670                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4671                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4672                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4673                  */
4674                 unsigned long update_intv =
4675                         min_t(unsigned long, HZ,
4676                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4677
4678                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4679                         frn->at = now;
4680         } else if (oldest >= 0) {
4681                 /* replace the oldest free one */
4682                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4683                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4684                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4685                 frn->at = now;
4686         }
4687 }
4688
4689 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4690 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4691 {
4692         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4693         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4694         u64 now = jiffies_64;
4695         int i;
4696
4697         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4698                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4699
4700                 /*
4701                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4702                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4703                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4704                  * already one in flight.
4705                  */
4706                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4707                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4708                         frn->at = 0;
4709                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4710                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4711                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4712                                                &frn->done);
4713                 }
4714         }
4715 }
4716
4717 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4718
4719 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4720 {
4721         return 0;
4722 }
4723
4724 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4725 {
4726 }
4727
4728 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4729 {
4730 }
4731
4732 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4733
4734 /*
4735  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4736  *
4737  * "cgroup.event_control" implementation.
4738  *
4739  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4740  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4741  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4742  *
4743  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4744  * possible.
4745  */
4746
4747 /*
4748  * Unregister event and free resources.
4749  *
4750  * Gets called from workqueue.
4751  */
4752 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4753 {
4754         struct mem_cgroup_event *event =
4755                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4756         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4757
4758         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4759
4760         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4761
4762         /* Notify userspace the event is going away. */
4763         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4764
4765         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4766         kfree(event);
4767         css_put(&memcg->css);
4768 }
4769
4770 /*
4771  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4772  *
4773  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4774  */
4775 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4776                             int sync, void *key)
4777 {
4778         struct mem_cgroup_event *event =
4779                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4780         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4781         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4782
4783         if (flags & EPOLLHUP) {
4784                 /*
4785                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4786                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4787                  * for us.
4788                  *
4789                  * We can't race against event freeing since the other
4790                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4791                  * which we hold.
4792                  */
4793                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4794                 if (!list_empty(&event->list)) {
4795                         list_del_init(&event->list);
4796                         /*
4797                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4798                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4799                          */
4800                         schedule_work(&event->remove);
4801                 }
4802                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4803         }
4804
4805         return 0;
4806 }
4807
4808 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4809                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4810 {
4811         struct mem_cgroup_event *event =
4812                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4813
4814         event->wqh = wqh;
4815         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4816 }
4817
4818 /*
4819  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4820  *
4821  * Parse input and register new cgroup event handler.
4822  *
4823  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4824  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4825  */
4826 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4827                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4828 {
4829         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4830         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4831         struct mem_cgroup_event *event;
4832         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4833         unsigned int efd, cfd;
4834         struct fd efile;
4835         struct fd cfile;
4836         const char *name;
4837         char *endp;
4838         int ret;
4839
4840         buf = strstrip(buf);
4841
4842         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4843         if (*endp != ' ')
4844                 return -EINVAL;
4845         buf = endp + 1;
4846
4847         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4848         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4849                 return -EINVAL;
4850         buf = endp + 1;
4851
4852         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4853         if (!event)
4854                 return -ENOMEM;
4855
4856         event->memcg = memcg;
4857         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4858         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4859         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4860         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4861
4862         efile = fdget(efd);
4863         if (!efile.file) {
4864                 ret = -EBADF;
4865                 goto out_kfree;
4866         }
4867
4868         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4869         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4870                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4871                 goto out_put_efile;
4872         }
4873
4874         cfile = fdget(cfd);
4875         if (!cfile.file) {
4876                 ret = -EBADF;
4877                 goto out_put_eventfd;
4878         }
4879
4880         /* the process need read permission on control file */
4881         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4882         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4883         if (ret < 0)
4884                 goto out_put_cfile;
4885
4886         /*
4887          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4888          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4889          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4890          * is for compatibility anyway.
4891          *
4892          * DO NOT ADD NEW FILES.
4893          */
4894         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4895
4896         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4897                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4898                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4899         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4900                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4901                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4902         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4903                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4904                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4905         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4906                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4907                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4908         } else {
4909                 ret = -EINVAL;
4910                 goto out_put_cfile;
4911         }
4912
4913         /*
4914          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4915          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4916          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4917          */
4918         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4919                                                &memory_cgrp_subsys);
4920         ret = -EINVAL;
4921         if (IS_ERR(cfile_css))
4922                 goto out_put_cfile;
4923         if (cfile_css != css) {
4924                 css_put(cfile_css);
4925                 goto out_put_cfile;
4926         }
4927
4928         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4929         if (ret)
4930                 goto out_put_css;
4931
4932         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4933
4934         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4935         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4936         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4937
4938         fdput(cfile);
4939         fdput(efile);
4940
4941         return nbytes;
4942
4943 out_put_css:
4944         css_put(css);
4945 out_put_cfile:
4946         fdput(cfile);
4947 out_put_eventfd:
4948         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4949 out_put_efile:
4950         fdput(efile);
4951 out_kfree:
4952         kfree(event);
4953
4954         return ret;
4955 }
4956
4957 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4958         {
4959                 .name = "usage_in_bytes",
4960                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "max_usage_in_bytes",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4966                 .write = mem_cgroup_reset,
4967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "limit_in_bytes",
4971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4972                 .write = mem_cgroup_write,
4973                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4974         },
4975         {
4976                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4978                 .write = mem_cgroup_write,
4979                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "failcnt",
4983                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4984                 .write = mem_cgroup_reset,
4985                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "stat",
4989                 .seq_show = memcg_stat_show,
4990         },
4991         {
4992                 .name = "force_empty",
4993                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4994         },
4995         {
4996                 .name = "use_hierarchy",
4997                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4998                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4999         },
5000         {
5001                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5002                 .write = memcg_write_event_control,
5003                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5004         },
5005         {
5006                 .name = "swappiness",
5007                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5008                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5009         },
5010         {
5011                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5012                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5013                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5014         },
5015         {
5016                 .name = "oom_control",
5017                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5018                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5019                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5020         },
5021         {
5022                 .name = "pressure_level",
5023         },
5024 #ifdef CONFIG_NUMA
5025         {
5026                 .name = "numa_stat",
5027                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5028         },
5029 #endif
5030         {
5031                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5033                 .write = mem_cgroup_write,
5034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5035         },
5036         {
5037                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5040         },
5041         {
5042                 .name = "kmem.failcnt",
5043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5044                 .write = mem_cgroup_reset,
5045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5046         },
5047         {
5048                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5050                 .write = mem_cgroup_reset,
5051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5052         },
5053 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5054         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5055         {
5056                 .name = "kmem.slabinfo",
5057                 .seq_show = memcg_slab_show,
5058         },
5059 #endif
5060         {
5061                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5063                 .write = mem_cgroup_write,
5064                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5065         },
5066         {
5067                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5068                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5069                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5070         },
5071         {
5072                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5073                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5074                 .write = mem_cgroup_reset,
5075                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5076         },
5077         {
5078                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5080                 .write = mem_cgroup_reset,
5081                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5082         },
5083         { },    /* terminate */
5084 };
5085
5086 /*
5087  * Private memory cgroup IDR
5088  *
5089  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5090  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5091  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5092  * memory-controlled cgroups to 64k.
5093  *
5094  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5095  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5096  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5097  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5098  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5099  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5100  *
5101  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5102  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5103  * when the CSS is offlined.
5104  *
5105  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5106  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5107  * those references are manageable from userspace.
5108  */
5109
5110 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5111
5112 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5113 {
5114         if (memcg->id.id > 0) {
5115                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5116                 memcg->id.id = 0;
5117         }
5118 }
5119
5120 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5121                                                   unsigned int n)
5122 {
5123         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5124 }
5125
5126 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5127 {
5128         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5129                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5130
5131                 /* Memcg ID pins CSS */
5132                 css_put(&memcg->css);
5133         }
5134 }
5135
5136 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5137 {
5138         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5139 }
5140
5141 /**
5142  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5143  * @id: the memcg id to look up
5144  *
5145  * Caller must hold rcu_read_lock().
5146  */
5147 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5148 {
5149         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5150         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5151 }
5152
5153 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5154 {
5155         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5156         int tmp = node;
5157         /*
5158          * This routine is called against possible nodes.
5159          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5160          *
5161          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5162          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5163          *       function.
5164          */
5165         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5166                 tmp = -1;
5167         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5168         if (!pn)
5169                 return 1;
5170
5171         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5172                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5173         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5174                 kfree(pn);
5175                 return 1;
5176         }
5177
5178         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5179                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5180         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5181                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5182                 kfree(pn);
5183                 return 1;
5184         }
5185
5186         lruvec_init(&pn->lruvec);
5187         pn->usage_in_excess = 0;
5188         pn->on_tree = false;
5189         pn->memcg = memcg;
5190
5191         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5192         return 0;
5193 }
5194
5195 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5196 {
5197         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5198
5199         if (!pn)
5200                 return;
5201
5202         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5203         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5204         kfree(pn);
5205 }
5206
5207 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5208 {
5209         int node;
5210
5211         for_each_node(node)
5212                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5213         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5214         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5215         kfree(memcg);
5216 }
5217
5218 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5219 {
5220         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5221         /*
5222          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5223          * on parent's and all ancestor levels.
5224          */
5225         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5226         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5227         __mem_cgroup_free(memcg);
5228 }
5229
5230 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5231 {
5232         struct mem_cgroup *memcg;
5233         unsigned int size;
5234         int node;
5235         int __maybe_unused i;
5236         long error = -ENOMEM;
5237
5238         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5239         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5240
5241         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5242         if (!memcg)
5243                 return ERR_PTR(error);
5244
5245         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5246                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5247                                  GFP_KERNEL);
5248         if (memcg->id.id < 0) {
5249                 error = memcg->id.id;
5250                 goto fail;
5251         }
5252
5253         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5254                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5255         if (!memcg->vmstats_local)
5256                 goto fail;
5257
5258         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5259                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5260         if (!memcg->vmstats_percpu)
5261                 goto fail;
5262
5263         for_each_node(node)
5264                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5265                         goto fail;
5266
5267         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5268                 goto fail;
5269
5270         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5271         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5272         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5273         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5274         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5275         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5276         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5277         memcg->socket_pressure = jiffies;
5278 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5279         memcg->kmemcg_id = -1;
5280         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5281 #endif
5282 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5283         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5284         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5285                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5286                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5287 #endif
5288 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5289         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5290         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5291         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5292 #endif
5293         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5294         return memcg;
5295 fail:
5296         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5297         __mem_cgroup_free(memcg);
5298         return ERR_PTR(error);
5299 }
5300
5301 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5302 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5303 {
5304         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5305         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5306         long error = -ENOMEM;
5307
5308         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5309         memcg = mem_cgroup_alloc();
5310         set_active_memcg(old_memcg);
5311         if (IS_ERR(memcg))
5312                 return ERR_CAST(memcg);
5313
5314         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5315         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5316         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5317         if (parent) {
5318                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5319                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5320
5321                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5322                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5323                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5324                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5325         } else {
5326                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5327                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5328                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5329                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5330
5331                 root_mem_cgroup = memcg;
5332                 return &memcg->css;
5333         }
5334
5335         /* The following stuff does not apply to the root */
5336         error = memcg_online_kmem(memcg);
5337         if (error)
5338                 goto fail;
5339
5340         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5341                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5342
5343         return &memcg->css;
5344 fail:
5345         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5346         mem_cgroup_free(memcg);
5347         return ERR_PTR(error);
5348 }
5349
5350 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5351 {
5352         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5353
5354         /*
5355          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5356          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5357          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5358          */
5359         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5360                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5361                 return -ENOMEM;
5362         }
5363
5364         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5365         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5366         css_get(css);
5367         return 0;
5368 }
5369
5370 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5371 {
5372         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5373         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5374
5375         /*
5376          * Unregister events and notify userspace.
5377          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5378          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5379          */
5380         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5381         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5382                 list_del_init(&event->list);
5383                 schedule_work(&event->remove);
5384         }
5385         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5386
5387         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5388         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5389
5390         memcg_offline_kmem(memcg);
5391         wb_memcg_offline(memcg);
5392
5393         drain_all_stock(memcg);
5394
5395         mem_cgroup_id_put(memcg);
5396 }
5397
5398 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5399 {
5400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5401
5402         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5403 }
5404
5405 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5406 {
5407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5408         int __maybe_unused i;
5409
5410 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5411         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5412                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5413 #endif
5414         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5415                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5416
5417         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5418                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5419
5420         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5421         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5422         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5423         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5424         memcg_free_kmem(memcg);
5425         mem_cgroup_free(memcg);
5426 }
5427
5428 /**
5429  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5430  * @css: the target css
5431  *
5432  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5433  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5434  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5435  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5436  * made visible again.
5437  *
5438  * The current implementation only resets the essential configurations.
5439  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5440  */
5441 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5442 {
5443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5444
5445         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5446         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5447         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5448         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5449         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5450         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5451         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5452         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5453         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5454         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5455 }
5456
5457 #ifdef CONFIG_MMU
5458 /* Handlers for move charge at task migration. */
5459 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5460 {
5461         int ret;
5462
5463         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5464         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5465         if (!ret) {
5466                 mc.precharge += count;
5467                 return ret;
5468         }
5469
5470         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5471         while (count--) {
5472                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5473                 if (ret)
5474                         return ret;
5475                 mc.precharge++;
5476                 cond_resched();
5477         }
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 union mc_target {
5482         struct page     *page;
5483         swp_entry_t     ent;
5484 };
5485
5486 enum mc_target_type {
5487         MC_TARGET_NONE = 0,
5488         MC_TARGET_PAGE,
5489         MC_TARGET_SWAP,
5490         MC_TARGET_DEVICE,
5491 };
5492
5493 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5494                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5495 {
5496         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5497
5498         if (!page || !page_mapped(page))
5499                 return NULL;
5500         if (PageAnon(page)) {
5501                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5502                         return NULL;
5503         } else {
5504                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5505                         return NULL;
5506         }
5507         if (!get_page_unless_zero(page))
5508                 return NULL;
5509
5510         return page;
5511 }
5512
5513 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5514 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5515                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5516 {
5517         struct page *page = NULL;
5518         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5519
5520         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5521                 return NULL;
5522
5523         /*
5524          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5525          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5526          * as special swap entry in the CPU page table.
5527          */
5528         if (is_device_private_entry(ent)) {
5529                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5530                 /*
5531                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5532                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5533                  */
5534                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5535                         return NULL;
5536                 return page;
5537         }
5538
5539         if (non_swap_entry(ent))
5540                 return NULL;
5541
5542         /*
5543          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5544          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5545          */
5546         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5547         entry->val = ent.val;
5548
5549         return page;
5550 }
5551 #else
5552 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5553                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5554 {
5555         return NULL;
5556 }
5557 #endif
5558
5559 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5560                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5561 {
5562         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5563                 return NULL;
5564         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5565                 return NULL;
5566
5567         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5568         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5569         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5570                         linear_page_index(vma, addr));
5571 }
5572
5573 /**
5574  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5575  * @page: the page
5576  * @compound: charge the page as compound or small page
5577  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5578  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5579  *
5580  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5581  *
5582  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5583  * from old cgroup.
5584  */
5585 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5586                                    bool compound,
5587                                    struct mem_cgroup *from,
5588                                    struct mem_cgroup *to)
5589 {
5590         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5591         struct pglist_data *pgdat;
5592         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5593         int ret;
5594
5595         VM_BUG_ON(from == to);
5596         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5597         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5598
5599         /*
5600          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5601          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5602          */
5603         ret = -EBUSY;
5604         if (!trylock_page(page))
5605                 goto out;
5606
5607         ret = -EINVAL;
5608         if (page->mem_cgroup != from)
5609                 goto out_unlock;
5610
5611         pgdat = page_pgdat(page);
5612         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5613         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5614
5615         lock_page_memcg(page);
5616
5617         if (PageAnon(page)) {
5618                 if (page_mapped(page)) {
5619                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5620                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5621                         if (PageTransHuge(page)) {
5622                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5623                                                    -nr_pages);
5624                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5625                                                    nr_pages);
5626                         }
5627
5628                 }
5629         } else {
5630                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5631                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5632
5633                 if (PageSwapBacked(page)) {
5634                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5635                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5636                 }
5637
5638                 if (page_mapped(page)) {
5639                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5640                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5641                 }
5642
5643                 if (PageDirty(page)) {
5644                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5645
5646                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5647                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5648                                                    -nr_pages);
5649                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5650                                                    nr_pages);
5651                         }
5652                 }
5653         }
5654
5655         if (PageWriteback(page)) {
5656                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5657                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5658         }
5659
5660         /*
5661          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5662          *
5663          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5664          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5665          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5666          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5667          *
5668          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5669          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5670          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5671          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5672          */
5673         smp_mb();
5674
5675         css_get(&to->css);
5676         css_put(&from->css);
5677
5678         page->mem_cgroup = to;
5679
5680         __unlock_page_memcg(from);
5681
5682         ret = 0;
5683
5684         local_irq_disable();
5685         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5686         memcg_check_events(to, page);
5687         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5688         memcg_check_events(from, page);
5689         local_irq_enable();
5690 out_unlock:
5691         unlock_page(page);
5692 out:
5693         return ret;
5694 }
5695
5696 /**
5697  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5698  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5699  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5700  * @ptent: the pte to be checked
5701  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5702  *
5703  * Returns
5704  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5705  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5706  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5707  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5708  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5709  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5710  *     in target->ent.
5711  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5712  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5713  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5714  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5715  *     regular page.
5716  *
5717  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5718  *
5719  * Called with pte lock held.
5720  */
5721
5722 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5723                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5724 {
5725         struct page *page = NULL;
5726         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5727         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5728
5729         if (pte_present(ptent))
5730                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5731         else if (is_swap_pte(ptent))
5732                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5733         else if (pte_none(ptent))
5734                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5735
5736         if (!page && !ent.val)
5737                 return ret;
5738         if (page) {
5739                 /*
5740                  * Do only loose check w/o serialization.
5741                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5742                  * not under LRU exclusion.
5743                  */
5744                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5745                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5746                         if (is_device_private_page(page))
5747                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5748                         if (target)
5749                                 target->page = page;
5750                 }
5751                 if (!ret || !target)
5752                         put_page(page);
5753         }
5754         /*
5755          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5756          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5757          */
5758         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5759             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5760                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5761                 if (target)
5762                         target->ent = ent;
5763         }
5764         return ret;
5765 }
5766
5767 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5768 /*
5769  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5770  * not support them for now.
5771  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5772  */
5773 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5774                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5775 {
5776         struct page *page = NULL;
5777         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5778
5779         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5780                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5781                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5782                 return ret;
5783         }
5784         page = pmd_page(pmd);
5785         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5786         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5787                 return ret;
5788         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5789                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5790                 if (target) {
5791                         get_page(page);
5792                         target->page = page;
5793                 }
5794         }
5795         return ret;
5796 }
5797 #else
5798 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5799                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5800 {
5801         return MC_TARGET_NONE;
5802 }
5803 #endif
5804
5805 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5806                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5807                                         struct mm_walk *walk)
5808 {
5809         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5810         pte_t *pte;
5811         spinlock_t *ptl;
5812
5813         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5814         if (ptl) {
5815                 /*
5816                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5817                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5818                  * this might change.
5819                  */
5820                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5821                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5822                 spin_unlock(ptl);
5823                 return 0;
5824         }
5825
5826         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5827                 return 0;
5828         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5829         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5830                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5831                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5832         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5833         cond_resched();
5834
5835         return 0;
5836 }
5837
5838 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5839         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5840 };
5841
5842 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5843 {
5844         unsigned long precharge;
5845
5846         mmap_read_lock(mm);
5847         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5848         mmap_read_unlock(mm);
5849
5850         precharge = mc.precharge;
5851         mc.precharge = 0;
5852
5853         return precharge;
5854 }
5855
5856 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5857 {
5858         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5859
5860         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5861         mc.moving_task = current;
5862         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5863 }
5864
5865 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5866 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5867 {
5868         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5869         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5870
5871         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5872         if (mc.precharge) {
5873                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5874                 mc.precharge = 0;
5875         }
5876         /*
5877          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5878          * we must uncharge here.
5879          */
5880         if (mc.moved_charge) {
5881                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5882                 mc.moved_charge = 0;
5883         }
5884         /* we must fixup refcnts and charges */
5885         if (mc.moved_swap) {
5886                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5887                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5888                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5889
5890                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5891
5892                 /*
5893                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5894                  * should uncharge to->memory.
5895                  */
5896                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5897                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5898
5899                 mc.moved_swap = 0;
5900         }
5901         memcg_oom_recover(from);
5902         memcg_oom_recover(to);
5903         wake_up_all(&mc.waitq);
5904 }
5905
5906 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5907 {
5908         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5909
5910         /*
5911          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5912          * task migration.
5913          */
5914         mc.moving_task = NULL;
5915         __mem_cgroup_clear_mc();
5916         spin_lock(&mc.lock);
5917         mc.from = NULL;
5918         mc.to = NULL;
5919         mc.mm = NULL;
5920         spin_unlock(&mc.lock);
5921
5922         mmput(mm);
5923 }
5924
5925 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5926 {
5927         struct cgroup_subsys_state *css;
5928         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5929         struct mem_cgroup *from;
5930         struct task_struct *leader, *p;
5931         struct mm_struct *mm;
5932         unsigned long move_flags;
5933         int ret = 0;
5934
5935         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5936         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5937                 return 0;
5938
5939         /*
5940          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5941          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5942          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5943          * multiple.
5944          */
5945         p = NULL;
5946         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5947                 WARN_ON_ONCE(p);
5948                 p = leader;
5949                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5950         }
5951         if (!p)
5952                 return 0;
5953
5954         /*
5955          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5956          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5957          * So we need to save it, and keep it going.
5958          */
5959         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5960         if (!move_flags)
5961                 return 0;
5962
5963         from = mem_cgroup_from_task(p);
5964
5965         VM_BUG_ON(from == memcg);
5966
5967         mm = get_task_mm(p);
5968         if (!mm)
5969                 return 0;
5970         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5971         if (mm->owner == p) {
5972                 VM_BUG_ON(mc.from);
5973                 VM_BUG_ON(mc.to);
5974                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5975                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5976                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5977
5978                 spin_lock(&mc.lock);
5979                 mc.mm = mm;
5980                 mc.from = from;
5981                 mc.to = memcg;
5982                 mc.flags = move_flags;
5983                 spin_unlock(&mc.lock);
5984                 /* We set mc.moving_task later */
5985
5986                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5987                 if (ret)
5988                         mem_cgroup_clear_mc();
5989         } else {
5990                 mmput(mm);
5991         }
5992         return ret;
5993 }
5994
5995 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5996 {
5997         if (mc.to)
5998                 mem_cgroup_clear_mc();
5999 }
6000
6001 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6002                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6003                                 struct mm_walk *walk)
6004 {
6005         int ret = 0;
6006         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6007         pte_t *pte;
6008         spinlock_t *ptl;
6009         enum mc_target_type target_type;
6010         union mc_target target;
6011         struct page *page;
6012
6013         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6014         if (ptl) {
6015                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6016                         spin_unlock(ptl);
6017                         return 0;
6018                 }
6019                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6020                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6021                         page = target.page;
6022                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6023                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6024                                                              mc.from, mc.to)) {
6025                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6026                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6027                                 }
6028                                 putback_lru_page(page);
6029                         }
6030                         put_page(page);
6031                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6032                         page = target.page;
6033                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6034                                                      mc.from, mc.to)) {
6035                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6036                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6037                         }
6038                         put_page(page);
6039                 }
6040                 spin_unlock(ptl);
6041                 return 0;
6042         }
6043
6044         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6045                 return 0;
6046 retry:
6047         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6048         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6049                 pte_t ptent = *(pte++);
6050                 bool device = false;
6051                 swp_entry_t ent;
6052
6053                 if (!mc.precharge)
6054                         break;
6055
6056                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6057                 case MC_TARGET_DEVICE:
6058                         device = true;
6059                         fallthrough;
6060                 case MC_TARGET_PAGE:
6061                         page = target.page;
6062                         /*
6063                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6064                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6065                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6066                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6067                          */
6068                         if (PageTransCompound(page))
6069                                 goto put;
6070                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6071                                 goto put;
6072                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6073                                                 mc.from, mc.to)) {
6074                                 mc.precharge--;
6075                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6076                                 mc.moved_charge++;
6077                         }
6078                         if (!device)
6079                                 putback_lru_page(page);
6080 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6081                         put_page(page);
6082                         break;
6083                 case MC_TARGET_SWAP:
6084                         ent = target.ent;
6085                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6086                                 mc.precharge--;
6087                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6088                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6089                                 mc.moved_swap++;
6090                         }
6091                         break;
6092                 default:
6093                         break;
6094                 }
6095         }
6096         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6097         cond_resched();
6098
6099         if (addr != end) {
6100                 /*
6101                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6102                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6103                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6104                  * phase.
6105                  */
6106                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6107                 if (!ret)
6108                         goto retry;
6109         }
6110
6111         return ret;
6112 }
6113
6114 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6115         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6116 };
6117
6118 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6119 {
6120         lru_add_drain_all();
6121         /*
6122          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6123          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6124          * for already started RCU-only updates to finish.
6125          */
6126         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6127         synchronize_rcu();
6128 retry:
6129         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6130                 /*
6131                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6132                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6133                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6134                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6135                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6136                  */
6137                 __mem_cgroup_clear_mc();
6138                 cond_resched();
6139                 goto retry;
6140         }
6141         /*
6142          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6143          * additional charge, the page walk just aborts.
6144          */
6145         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6146                         NULL);
6147
6148         mmap_read_unlock(mc.mm);
6149         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6150 }
6151
6152 static void mem_cgroup_move_task(void)
6153 {
6154         if (mc.to) {
6155                 mem_cgroup_move_charge();
6156                 mem_cgroup_clear_mc();
6157         }
6158 }
6159 #else   /* !CONFIG_MMU */
6160 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6161 {
6162         return 0;
6163 }
6164 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6165 {
6166 }
6167 static void mem_cgroup_move_task(void)
6168 {
6169 }
6170 #endif
6171
6172 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6173 {
6174         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6175                 seq_puts(m, "max\n");
6176         else
6177                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6178
6179         return 0;
6180 }
6181
6182 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6183                                struct cftype *cft)
6184 {
6185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6186
6187         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6188 }
6189
6190 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6191 {
6192         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6193                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6194 }
6195
6196 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6197                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6198 {
6199         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6200         unsigned long min;
6201         int err;
6202
6203         buf = strstrip(buf);
6204         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6205         if (err)
6206                 return err;
6207
6208         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6209
6210         return nbytes;
6211 }
6212
6213 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6214 {
6215         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6216                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6217 }
6218
6219 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6220                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6221 {
6222         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6223         unsigned long low;
6224         int err;
6225
6226         buf = strstrip(buf);
6227         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6228         if (err)
6229                 return err;
6230
6231         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6232
6233         return nbytes;
6234 }
6235
6236 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6237 {
6238         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6239                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6240 }
6241
6242 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6243                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6244 {
6245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6246         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6247         bool drained = false;
6248         unsigned long high;
6249         int err;
6250
6251         buf = strstrip(buf);
6252         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6253         if (err)
6254                 return err;
6255
6256         for (;;) {
6257                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6258                 unsigned long reclaimed;
6259
6260                 if (nr_pages <= high)
6261                         break;
6262
6263                 if (signal_pending(current))
6264                         break;
6265
6266                 if (!drained) {
6267                         drain_all_stock(memcg);
6268                         drained = true;
6269                         continue;
6270                 }
6271
6272                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6273                                                          GFP_KERNEL, true);
6274
6275                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6276                         break;
6277         }
6278
6279         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6280
6281         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6282
6283         return nbytes;
6284 }
6285
6286 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6287 {
6288         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6289                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6290 }
6291
6292 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6293                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6294 {
6295         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6296         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6297         bool drained = false;
6298         unsigned long max;
6299         int err;
6300
6301         buf = strstrip(buf);
6302         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6303         if (err)
6304                 return err;
6305
6306         xchg(&memcg->memory.max, max);
6307
6308         for (;;) {
6309                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6310
6311                 if (nr_pages <= max)
6312                         break;
6313
6314                 if (signal_pending(current))
6315                         break;
6316
6317                 if (!drained) {
6318                         drain_all_stock(memcg);
6319                         drained = true;
6320                         continue;
6321                 }
6322
6323                 if (nr_reclaims) {
6324                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6325                                                           GFP_KERNEL, true))
6326                                 nr_reclaims--;
6327                         continue;
6328                 }
6329
6330                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6331                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6332                         break;
6333         }
6334
6335         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6336         return nbytes;
6337 }
6338
6339 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6340 {
6341         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6342         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6343         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6344         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6345         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6346                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6347 }
6348
6349 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6350 {
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6352
6353         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6354         return 0;
6355 }
6356
6357 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6358 {
6359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6360
6361         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6362         return 0;
6363 }
6364
6365 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6366 {
6367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6368         char *buf;
6369
6370         buf = memory_stat_format(memcg);
6371         if (!buf)
6372                 return -ENOMEM;
6373         seq_puts(m, buf);
6374         kfree(buf);
6375         return 0;
6376 }
6377
6378 #ifdef CONFIG_NUMA
6379 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6380 {
6381         int i;
6382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6383
6384         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6385                 int nid;
6386
6387                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6388                         continue;
6389
6390                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6391                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6392                         u64 size;
6393                         struct lruvec *lruvec;
6394
6395                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6396                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6397                         size *= memory_stats[i].ratio;
6398                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6399                 }
6400                 seq_putc(m, '\n');
6401         }
6402
6403         return 0;
6404 }
6405 #endif
6406
6407 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6408 {
6409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6410
6411         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6412
6413         return 0;
6414 }
6415
6416 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6417                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6418 {
6419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6420         int ret, oom_group;
6421
6422         buf = strstrip(buf);
6423         if (!buf)
6424                 return -EINVAL;
6425
6426         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6427         if (ret)
6428                 return ret;
6429
6430         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6431                 return -EINVAL;
6432
6433         memcg->oom_group = oom_group;
6434
6435         return nbytes;
6436 }
6437
6438 static struct cftype memory_files[] = {
6439         {
6440                 .name = "current",
6441                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6442                 .read_u64 = memory_current_read,
6443         },
6444         {
6445                 .name = "min",
6446                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6447                 .seq_show = memory_min_show,
6448                 .write = memory_min_write,
6449         },
6450         {
6451                 .name = "low",
6452                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6453                 .seq_show = memory_low_show,
6454                 .write = memory_low_write,
6455         },
6456         {
6457                 .name = "high",
6458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6459                 .seq_show = memory_high_show,
6460                 .write = memory_high_write,
6461         },
6462         {
6463                 .name = "max",
6464                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6465                 .seq_show = memory_max_show,
6466                 .write = memory_max_write,
6467         },
6468         {
6469                 .name = "events",
6470                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6471                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6472                 .seq_show = memory_events_show,
6473         },
6474         {
6475                 .name = "events.local",
6476                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6477                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6478                 .seq_show = memory_events_local_show,
6479         },
6480         {
6481                 .name = "stat",
6482                 .seq_show = memory_stat_show,
6483         },
6484 #ifdef CONFIG_NUMA
6485         {
6486                 .name = "numa_stat",
6487                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6488         },
6489 #endif
6490         {
6491                 .name = "oom.group",
6492                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6493                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6494                 .write = memory_oom_group_write,
6495         },
6496         { }     /* terminate */
6497 };
6498
6499 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6500         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6501         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6502         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6503         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6504         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6505         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6506         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6507         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6508         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6509         .dfl_cftypes = memory_files,
6510         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6511         .early_init = 0,
6512 };
6513
6514 /*
6515  * This function calculates an individual cgroup's effective
6516  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6517  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6518  * distribution in the tree.
6519  *
6520  * The following rules apply to the effective protection values:
6521  *
6522  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6523  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6524  *
6525  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6526  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6527  *    parent's effective protection.
6528  *
6529  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6530  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6531  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6532  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6533  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6534  *
6535  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6536  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6537  *    the unused remainder is available to its siblings.
6538  *
6539  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6540  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6541  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6542  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6543  *
6544  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6545  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6546  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6547  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6548  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6549  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6550  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6551  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6552  *
6553  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6554  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6555  * neighboring subtrees.
6556  */
6557 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6558                                           unsigned long parent_usage,
6559                                           unsigned long setting,
6560                                           unsigned long parent_effective,
6561                                           unsigned long siblings_protected)
6562 {
6563         unsigned long protected;
6564         unsigned long ep;
6565
6566         protected = min(usage, setting);
6567         /*
6568          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6569          * protection then what the parent affords them, distribute
6570          * shares in proportion to utilization.
6571          *
6572          * We are using actual utilization rather than the statically
6573          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6574          * but unused protection is available to siblings that would
6575          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6576          */
6577         if (siblings_protected > parent_effective)
6578                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6579
6580         /*
6581          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6582          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6583          * and utilizes is effectively protected.
6584          *
6585          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6586          * will apply pressure in proportion to that amount.
6587          *
6588          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6589          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6590          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6591          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6592          * protection is always dependent on how memory is actually
6593          * consumed among the siblings anyway.
6594          */
6595         ep = protected;
6596
6597         /*
6598          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6599          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6600          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6601          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6602          * other compete freely over the allowance, but they are
6603          * collectively protected from neighboring trees.
6604          *
6605          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6606          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6607          * the same bytes twice.
6608          *
6609          * Check both usage and parent_usage against the respective
6610          * protected values. One should imply the other, but they
6611          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6612          */
6613         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6614                 return ep;
6615         if (parent_effective > siblings_protected &&
6616             parent_usage > siblings_protected &&
6617             usage > protected) {
6618                 unsigned long unclaimed;
6619
6620                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6621                 unclaimed *= usage - protected;
6622                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6623
6624                 ep += unclaimed;
6625         }
6626
6627         return ep;
6628 }
6629
6630 /**
6631  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6632  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6633  * @memcg: the memory cgroup to check
6634  *
6635  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6636  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6637  */
6638 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6639                                      struct mem_cgroup *memcg)
6640 {
6641         unsigned long usage, parent_usage;
6642         struct mem_cgroup *parent;
6643
6644         if (mem_cgroup_disabled())
6645                 return;
6646
6647         if (!root)
6648                 root = root_mem_cgroup;
6649
6650         /*
6651          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6652          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6653          * details.
6654          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6655          * that special casing.
6656          */
6657         if (memcg == root)
6658                 return;
6659
6660         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6661         if (!usage)
6662                 return;
6663
6664         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6665         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6666         if (!parent)
6667                 return;
6668
6669         if (parent == root) {
6670                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6671                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6672                 return;
6673         }
6674
6675         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6676
6677         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6678                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6679                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6680                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6681
6682         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6683                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6684                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6685                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6686 }
6687
6688 /**
6689  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6690  * @page: page to charge
6691  * @mm: mm context of the victim
6692  * @gfp_mask: reclaim mode
6693  *
6694  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6695  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6696  *
6697  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6698  */
6699 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6700 {
6701         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6702         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6703         int ret = 0;
6704
6705         if (mem_cgroup_disabled())
6706                 goto out;
6707
6708         if (PageSwapCache(page)) {
6709                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6710                 unsigned short id;
6711
6712                 /*
6713                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6714                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6715                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6716                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6717                  * in turn serializes uncharging.
6718                  */
6719                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6720                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6721                         goto out;
6722
6723                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6724                 rcu_read_lock();
6725                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6726                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6727                         memcg = NULL;
6728                 rcu_read_unlock();
6729         }
6730
6731         if (!memcg)
6732                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6733
6734         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6735         if (ret)
6736                 goto out_put;
6737
6738         css_get(&memcg->css);
6739         commit_charge(page, memcg);
6740
6741         local_irq_disable();
6742         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6743         memcg_check_events(memcg, page);
6744         local_irq_enable();
6745
6746         if (PageSwapCache(page)) {
6747                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6748                 /*
6749                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6750                  * let's not wait for it.  The page already received a
6751                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6752                  */
6753                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6754         }
6755
6756 out_put:
6757         css_put(&memcg->css);
6758 out:
6759         return ret;
6760 }
6761
6762 struct uncharge_gather {
6763         struct mem_cgroup *memcg;
6764         unsigned long nr_pages;
6765         unsigned long pgpgout;
6766         unsigned long nr_kmem;
6767         struct page *dummy_page;
6768 };
6769
6770 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6771 {
6772         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6773 }
6774
6775 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6776 {
6777         unsigned long flags;
6778
6779         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6780                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6781                 if (do_memsw_account())
6782                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6783                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6784                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6785                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6786         }
6787
6788         local_irq_save(flags);
6789         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6790         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6791         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6792         local_irq_restore(flags);
6793
6794         /* drop reference from uncharge_page */
6795         css_put(&ug->memcg->css);
6796 }
6797
6798 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6799 {
6800         unsigned long nr_pages;
6801
6802         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6803
6804         if (!page->mem_cgroup)
6805                 return;
6806
6807         /*
6808          * Nobody should be changing or seriously looking at
6809          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6810          * exclusive access to the page.
6811          */
6812
6813         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6814                 if (ug->memcg) {
6815                         uncharge_batch(ug);
6816                         uncharge_gather_clear(ug);
6817                 }
6818                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6819
6820                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6821                 css_get(&ug->memcg->css);
6822         }
6823
6824         nr_pages = compound_nr(page);
6825         ug->nr_pages += nr_pages;
6826
6827         if (!PageKmemcg(page)) {
6828                 ug->pgpgout++;
6829         } else {
6830                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6831                 __ClearPageKmemcg(page);
6832         }
6833
6834         ug->dummy_page = page;
6835         page->mem_cgroup = NULL;
6836         css_put(&ug->memcg->css);
6837 }
6838
6839 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6840 {
6841         struct uncharge_gather ug;
6842         struct list_head *next;
6843
6844         uncharge_gather_clear(&ug);
6845
6846         /*
6847          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6848          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6849          */
6850         next = page_list->next;
6851         do {
6852                 struct page *page;
6853
6854                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6855                 next = page->lru.next;
6856
6857                 uncharge_page(page, &ug);
6858         } while (next != page_list);
6859
6860         if (ug.memcg)
6861                 uncharge_batch(&ug);
6862 }
6863
6864 /**
6865  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6866  * @page: page to uncharge
6867  *
6868  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6869  */
6870 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6871 {
6872         struct uncharge_gather ug;
6873
6874         if (mem_cgroup_disabled())
6875                 return;
6876
6877         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6878         if (!page->mem_cgroup)
6879                 return;
6880
6881         uncharge_gather_clear(&ug);
6882         uncharge_page(page, &ug);
6883         uncharge_batch(&ug);
6884 }
6885
6886 /**
6887  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6888  * @page_list: list of pages to uncharge
6889  *
6890  * Uncharge a list of pages previously charged with
6891  * mem_cgroup_charge().
6892  */
6893 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6894 {
6895         if (mem_cgroup_disabled())
6896                 return;
6897
6898         if (!list_empty(page_list))
6899                 uncharge_list(page_list);
6900 }
6901
6902 /**
6903  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6904  * @oldpage: currently circulating page
6905  * @newpage: replacement page
6906  *
6907  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6908  * be uncharged upon free.
6909  *
6910  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6911  */
6912 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6913 {
6914         struct mem_cgroup *memcg;
6915         unsigned int nr_pages;
6916         unsigned long flags;
6917
6918         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6919         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6920         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6921         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6922                        newpage);
6923
6924         if (mem_cgroup_disabled())
6925                 return;
6926
6927         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6928         if (newpage->mem_cgroup)
6929                 return;
6930
6931         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6932         if (!memcg)
6933                 return;
6934
6935         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6936         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6937
6938         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6939         if (do_memsw_account())
6940                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6941
6942         css_get(&memcg->css);
6943         commit_charge(newpage, memcg);
6944
6945         local_irq_save(flags);
6946         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6947         memcg_check_events(memcg, newpage);
6948         local_irq_restore(flags);
6949 }
6950
6951 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6952 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6953
6954 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6955 {
6956         struct mem_cgroup *memcg;
6957
6958         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6959                 return;
6960
6961         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6962         if (in_interrupt())
6963                 return;
6964
6965         rcu_read_lock();
6966         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6967         if (memcg == root_mem_cgroup)
6968                 goto out;
6969         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6970                 goto out;
6971         if (css_tryget(&memcg->css))
6972                 sk->sk_memcg = memcg;
6973 out:
6974         rcu_read_unlock();
6975 }
6976
6977 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6978 {
6979         if (sk->sk_memcg)
6980                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6981 }
6982
6983 /**
6984  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6985  * @memcg: memcg to charge
6986  * @nr_pages: number of pages to charge
6987  *
6988  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6989  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6990  */
6991 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6992 {
6993         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6994
6995         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6996                 struct page_counter *fail;
6997
6998                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6999                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7000                         return true;
7001                 }
7002                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7003                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7004                 return false;
7005         }
7006
7007         /* Don't block in the packet receive path */
7008         if (in_softirq())
7009                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7010
7011         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7012
7013         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7014                 return true;
7015
7016         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7017         return false;
7018 }
7019
7020 /**
7021  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7022  * @memcg: memcg to uncharge
7023  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7024  */
7025 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7026 {
7027         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7028                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7029                 return;
7030         }
7031
7032         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7033
7034         refill_stock(memcg, nr_pages);
7035 }
7036
7037 static int __init cgroup_memory(char *s)
7038 {
7039         char *token;
7040
7041         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7042                 if (!*token)
7043                         continue;
7044                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7045                         cgroup_memory_nosocket = true;
7046                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7047                         cgroup_memory_nokmem = true;
7048         }
7049         return 0;
7050 }
7051 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7052
7053 /*
7054  * subsys_initcall() for memory controller.
7055  *
7056  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7057  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7058  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7059  * should be initialized from here.
7060  */
7061 static int __init mem_cgroup_init(void)
7062 {
7063         int cpu, node;
7064
7065         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7066                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7067
7068         for_each_possible_cpu(cpu)
7069                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7070                           drain_local_stock);
7071
7072         for_each_node(node) {
7073                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7074
7075                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7076                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7077
7078                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7079                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7080                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7081                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7082         }
7083
7084         return 0;
7085 }
7086 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7087
7088 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7089 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7090 {
7091         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7092                 /*
7093                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7094                  * always be >= 1.
7095                  */
7096                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7097                         VM_BUG_ON(1);
7098                         break;
7099                 }
7100                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7101                 if (!memcg)
7102                         memcg = root_mem_cgroup;
7103         }
7104         return memcg;
7105 }
7106
7107 /**
7108  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7109  * @page: page whose memsw charge to transfer
7110  * @entry: swap entry to move the charge to
7111  *
7112  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7113  */
7114 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7115 {
7116         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7117         unsigned int nr_entries;
7118         unsigned short oldid;
7119
7120         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7121         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7122
7123         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7124                 return;
7125
7126         memcg = page->mem_cgroup;
7127
7128         /* Readahead page, never charged */
7129         if (!memcg)
7130                 return;
7131
7132         /*
7133          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7134          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7135          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7136          */
7137         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7138         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7139         /* Get references for the tail pages, too */
7140         if (nr_entries > 1)
7141                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7142         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7143                                    nr_entries);
7144         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7145         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7146
7147         page->mem_cgroup = NULL;
7148
7149         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7150                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7151
7152         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7153                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7154                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7155                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7156         }
7157
7158         /*
7159          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7160          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7161          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7162          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7163          */
7164         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7165         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7166         memcg_check_events(memcg, page);
7167
7168         css_put(&memcg->css);
7169 }
7170
7171 /**
7172  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7173  * @page: page being added to swap
7174  * @entry: swap entry to charge
7175  *
7176  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7177  *
7178  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7179  */
7180 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7181 {
7182         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7183         struct page_counter *counter;
7184         struct mem_cgroup *memcg;
7185         unsigned short oldid;
7186
7187         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7188                 return 0;
7189
7190         memcg = page->mem_cgroup;
7191
7192         /* Readahead page, never charged */
7193         if (!memcg)
7194                 return 0;
7195
7196         if (!entry.val) {
7197                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7198                 return 0;
7199         }
7200
7201         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7202
7203         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7204             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7205                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7206                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7207                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7208                 return -ENOMEM;
7209         }
7210
7211         /* Get references for the tail pages, too */
7212         if (nr_pages > 1)
7213                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7214         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7215         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7216         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7217
7218         return 0;
7219 }
7220
7221 /**
7222  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7223  * @entry: swap entry to uncharge
7224  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7225  */
7226 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7227 {
7228         struct mem_cgroup *memcg;
7229         unsigned short id;
7230
7231         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7232         rcu_read_lock();
7233         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7234         if (memcg) {
7235                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7236                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7237                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7238                         else
7239                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7240                 }
7241                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7242                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7243         }
7244         rcu_read_unlock();
7245 }
7246
7247 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7248 {
7249         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7250
7251         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7252                 return nr_swap_pages;
7253         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7254                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7255                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7256                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7257         return nr_swap_pages;
7258 }
7259
7260 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7261 {
7262         struct mem_cgroup *memcg;
7263
7264         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7265
7266         if (vm_swap_full())
7267                 return true;
7268         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7269                 return false;
7270
7271         memcg = page->mem_cgroup;
7272         if (!memcg)
7273                 return false;
7274
7275         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7276                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7277
7278                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7279                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7280                         return true;
7281         }
7282
7283         return false;
7284 }
7285
7286 static int __init setup_swap_account(char *s)
7287 {
7288         if (!strcmp(s, "1"))
7289                 cgroup_memory_noswap = false;
7290         else if (!strcmp(s, "0"))
7291                 cgroup_memory_noswap = true;
7292         return 1;
7293 }
7294 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7295
7296 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7297                              struct cftype *cft)
7298 {
7299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7300
7301         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7302 }
7303
7304 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7305 {
7306         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7307                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7308 }
7309
7310 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7311                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7312 {
7313         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7314         unsigned long high;
7315         int err;
7316
7317         buf = strstrip(buf);
7318         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7319         if (err)
7320                 return err;
7321
7322         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7323
7324         return nbytes;
7325 }
7326
7327 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7328 {
7329         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7330                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7331 }
7332
7333 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7334                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7335 {
7336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7337         unsigned long max;
7338         int err;
7339
7340         buf = strstrip(buf);
7341         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7342         if (err)
7343                 return err;
7344
7345         xchg(&memcg->swap.max, max);
7346
7347         return nbytes;
7348 }
7349
7350 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7351 {
7352         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7353
7354         seq_printf(m, "high %lu\n",
7355                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7356         seq_printf(m, "max %lu\n",
7357                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7358         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7359                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7360
7361         return 0;
7362 }
7363
7364 static struct cftype swap_files[] = {
7365         {
7366                 .name = "swap.current",
7367                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7368                 .read_u64 = swap_current_read,
7369         },
7370         {
7371                 .name = "swap.high",
7372                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7373                 .seq_show = swap_high_show,
7374                 .write = swap_high_write,
7375         },
7376         {
7377                 .name = "swap.max",
7378                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7379                 .seq_show = swap_max_show,
7380                 .write = swap_max_write,
7381         },
7382         {
7383                 .name = "swap.events",
7384                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7385                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7386                 .seq_show = swap_events_show,
7387         },
7388         { }     /* terminate */
7389 };
7390
7391 static struct cftype memsw_files[] = {
7392         {
7393                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7394                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7395                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7396         },
7397         {
7398                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7399                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7400                 .write = mem_cgroup_reset,
7401                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7402         },
7403         {
7404                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7405                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7406                 .write = mem_cgroup_write,
7407                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7408         },
7409         {
7410                 .name = "memsw.failcnt",
7411                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7412                 .write = mem_cgroup_reset,
7413                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7414         },
7415         { },    /* terminate */
7416 };
7417
7418 /*
7419  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7420  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7421  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7422  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7423  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7424  */
7425 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7426 {
7427         /* No memory control -> no swap control */
7428         if (mem_cgroup_disabled())
7429                 cgroup_memory_noswap = true;
7430
7431         if (cgroup_memory_noswap)
7432                 return 0;
7433
7434         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7435         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7436
7437         return 0;
7438 }
7439 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7440
7441 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */