Merge tag 'io_uring-5.16-2021-11-13' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
455                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
456                                          unsigned long new_usage_in_excess)
457 {
458         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
459         struct rb_node *parent = NULL;
460         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
461         bool rightmost = true;
462
463         if (mz->on_tree)
464                 return;
465
466         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
467         if (!mz->usage_in_excess)
468                 return;
469         while (*p) {
470                 parent = *p;
471                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
472                                         tree_node);
473                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
474                         p = &(*p)->rb_left;
475                         rightmost = false;
476                 } else {
477                         p = &(*p)->rb_right;
478                 }
479         }
480
481         if (rightmost)
482                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
483
484         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
485         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
486         mz->on_tree = true;
487 }
488
489 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
490                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
491 {
492         if (!mz->on_tree)
493                 return;
494
495         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
496                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
497
498         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
499         mz->on_tree = false;
500 }
501
502 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
503                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
504 {
505         unsigned long flags;
506
507         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
508         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
509         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
510 }
511
512 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
513 {
514         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
515         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
516         unsigned long excess = 0;
517
518         if (nr_pages > soft_limit)
519                 excess = nr_pages - soft_limit;
520
521         return excess;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
525 {
526         unsigned long excess;
527         struct mem_cgroup_per_node *mz;
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529
530         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
531         if (!mctz)
532                 return;
533         /*
534          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
535          * because their event counter is not touched.
536          */
537         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
538                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
539                 excess = soft_limit_excess(memcg);
540                 /*
541                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
542                  * mem is over its softlimit.
543                  */
544                 if (excess || mz->on_tree) {
545                         unsigned long flags;
546
547                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
548                         /* if on-tree, remove it */
549                         if (mz->on_tree)
550                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
551                         /*
552                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
553                          * If excess is 0, no tree ops.
554                          */
555                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
556                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
557                 }
558         }
559 }
560
561 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
564         struct mem_cgroup_per_node *mz;
565         int nid;
566
567         for_each_node(nid) {
568                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
569                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
570                 if (mctz)
571                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572         }
573 }
574
575 static struct mem_cgroup_per_node *
576 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
577 {
578         struct mem_cgroup_per_node *mz;
579
580 retry:
581         mz = NULL;
582         if (!mctz->rb_rightmost)
583                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
584
585         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
586                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
587         /*
588          * Remove the node now but someone else can add it back,
589          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
590          * position in the tree.
591          */
592         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
594             !css_tryget(&mz->memcg->css))
595                 goto retry;
596 done:
597         return mz;
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_node *
601 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
602 {
603         struct mem_cgroup_per_node *mz;
604
605         spin_lock_irq(&mctz->lock);
606         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
607         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
608         return mz;
609 }
610
611 /*
612  * memcg and lruvec stats flushing
613  *
614  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
615  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
616  * flushing the kernel does:
617  *
618  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
619  *    rstat update tree grow unbounded.
620  *
621  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
622  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
623  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
624  *    only for 2 seconds due to (1).
625  */
626 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
627 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
628 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
629 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
630 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
631
632 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
635         if (!(__this_cpu_inc_return(stats_updates) % MEMCG_CHARGE_BATCH))
636                 atomic_inc(&stats_flush_threshold);
637 }
638
639 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
640 {
641         unsigned long flag;
642
643         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
644                 return;
645
646         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
647         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
648         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
649 }
650
651 void mem_cgroup_flush_stats(void)
652 {
653         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
654                 __mem_cgroup_flush_stats();
655 }
656
657 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
658 {
659         mem_cgroup_flush_stats();
660         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
661 }
662
663 /**
664  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
665  * @memcg: the memory cgroup
666  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
667  * @val: delta to add to the counter, can be negative
668  */
669 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
670 {
671         if (mem_cgroup_disabled())
672                 return;
673
674         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
675         memcg_rstat_updated(memcg);
676 }
677
678 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
679 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
680 {
681         long x = 0;
682         int cpu;
683
684         for_each_possible_cpu(cpu)
685                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
686 #ifdef CONFIG_SMP
687         if (x < 0)
688                 x = 0;
689 #endif
690         return x;
691 }
692
693 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
694                               int val)
695 {
696         struct mem_cgroup_per_node *pn;
697         struct mem_cgroup *memcg;
698
699         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
700         memcg = pn->memcg;
701
702         /* Update memcg */
703         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
704
705         /* Update lruvec */
706         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
707
708         memcg_rstat_updated(memcg);
709 }
710
711 /**
712  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
713  * @lruvec: the lruvec
714  * @idx: the stat item
715  * @val: delta to add to the counter, can be negative
716  *
717  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
718  * function updates the all three counters that are affected by a
719  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
720  */
721 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
722                         int val)
723 {
724         /* Update node */
725         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
726
727         /* Update memcg and lruvec */
728         if (!mem_cgroup_disabled())
729                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
730 }
731
732 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
733                              int val)
734 {
735         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
736         struct mem_cgroup *memcg;
737         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
738         struct lruvec *lruvec;
739
740         rcu_read_lock();
741         memcg = page_memcg(head);
742         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
743         if (!memcg) {
744                 rcu_read_unlock();
745                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
746                 return;
747         }
748
749         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
750         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
751         rcu_read_unlock();
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
754
755 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
756 {
757         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         struct lruvec *lruvec;
760
761         rcu_read_lock();
762         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
763
764         /*
765          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
766          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
767          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
768          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
769          */
770         if (!memcg) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 /*
780  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
781  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
782  */
783 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
784                                      struct pglist_data *pgdat,
785                                      enum node_stat_item idx, int nr)
786 {
787         struct mem_cgroup *memcg;
788         struct lruvec *lruvec;
789
790         rcu_read_lock();
791         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
792         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
793         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
794         rcu_read_unlock();
795 }
796
797 /**
798  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
799  * @memcg: the memory cgroup
800  * @idx: the event item
801  * @count: the number of events that occurred
802  */
803 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
804                           unsigned long count)
805 {
806         if (mem_cgroup_disabled())
807                 return;
808
809         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
810         memcg_rstat_updated(memcg);
811 }
812
813 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
814 {
815         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
816 }
817
818 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
819 {
820         long x = 0;
821         int cpu;
822
823         for_each_possible_cpu(cpu)
824                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
825         return x;
826 }
827
828 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
829                                          int nr_pages)
830 {
831         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
832         if (nr_pages > 0)
833                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
834         else {
835                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
836                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
837         }
838
839         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
840 }
841
842 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
843                                        enum mem_cgroup_events_target target)
844 {
845         unsigned long val, next;
846
847         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
848         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
849         /* from time_after() in jiffies.h */
850         if ((long)(next - val) < 0) {
851                 switch (target) {
852                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
853                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
854                         break;
855                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
856                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
857                         break;
858                 default:
859                         break;
860                 }
861                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
862                 return true;
863         }
864         return false;
865 }
866
867 /*
868  * Check events in order.
869  *
870  */
871 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
872 {
873         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
874         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
875                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
876                 bool do_softlimit;
877
878                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
879                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
880                 mem_cgroup_threshold(memcg);
881                 if (unlikely(do_softlimit))
882                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
883         }
884 }
885
886 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
887 {
888         /*
889          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
890          * if it races with swapoff, page migration, etc.
891          * So this can be called with p == NULL.
892          */
893         if (unlikely(!p))
894                 return NULL;
895
896         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
897 }
898 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
899
900 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
901 {
902         if (!in_task())
903                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
904         else
905                 return current->active_memcg;
906 }
907
908 /**
909  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
910  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
911  *
912  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
913  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
914  * 1) The active memcg, if set.
915  * 2) current->mm->memcg, if available
916  * 3) root memcg
917  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
918  */
919 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
920 {
921         struct mem_cgroup *memcg;
922
923         if (mem_cgroup_disabled())
924                 return NULL;
925
926         /*
927          * Page cache insertions can happen without an
928          * actual mm context, e.g. during disk probing
929          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
930          *
931          * No need to css_get on root memcg as the reference
932          * counting is disabled on the root level in the
933          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
934          */
935         if (unlikely(!mm)) {
936                 memcg = active_memcg();
937                 if (unlikely(memcg)) {
938                         /* remote memcg must hold a ref */
939                         css_get(&memcg->css);
940                         return memcg;
941                 }
942                 mm = current->mm;
943                 if (unlikely(!mm))
944                         return root_mem_cgroup;
945         }
946
947         rcu_read_lock();
948         do {
949                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
950                 if (unlikely(!memcg))
951                         memcg = root_mem_cgroup;
952         } while (!css_tryget(&memcg->css));
953         rcu_read_unlock();
954         return memcg;
955 }
956 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
957
958 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
959 {
960         /* Allow remote memcg charging from any context. */
961         if (unlikely(active_memcg()))
962                 return false;
963
964         /* Memcg to charge can't be determined. */
965         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
966                 return true;
967
968         return false;
969 }
970
971 /**
972  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
973  * @root: hierarchy root
974  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
975  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
976  *
977  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
978  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
979  *
980  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
981  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
982  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
983  *
984  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
985  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
986  * same node.
987  */
988 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
989                                    struct mem_cgroup *prev,
990                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
991 {
992         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
993         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
994         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
995         struct mem_cgroup *pos = NULL;
996
997         if (mem_cgroup_disabled())
998                 return NULL;
999
1000         if (!root)
1001                 root = root_mem_cgroup;
1002
1003         if (prev && !reclaim)
1004                 pos = prev;
1005
1006         rcu_read_lock();
1007
1008         if (reclaim) {
1009                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1010
1011                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1012                 iter = &mz->iter;
1013
1014                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1015                         goto out_unlock;
1016
1017                 while (1) {
1018                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1019                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1020                                 break;
1021                         /*
1022                          * css reference reached zero, so iter->position will
1023                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1024                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1025                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1026                          * might block it. So we clear iter->position right
1027                          * away.
1028                          */
1029                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1030                 }
1031         }
1032
1033         if (pos)
1034                 css = &pos->css;
1035
1036         for (;;) {
1037                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1038                 if (!css) {
1039                         /*
1040                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1041                          * new one might jump in right at the end of
1042                          * the hierarchy - make sure they see at least
1043                          * one group and restart from the beginning.
1044                          */
1045                         if (!prev)
1046                                 continue;
1047                         break;
1048                 }
1049
1050                 /*
1051                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1052                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1053                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1054                  */
1055                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1056
1057                 if (css == &root->css)
1058                         break;
1059
1060                 if (css_tryget(css))
1061                         break;
1062
1063                 memcg = NULL;
1064         }
1065
1066         if (reclaim) {
1067                 /*
1068                  * The position could have already been updated by a competing
1069                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1070                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1071                  */
1072                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1073
1074                 if (pos)
1075                         css_put(&pos->css);
1076
1077                 if (!memcg)
1078                         iter->generation++;
1079                 else if (!prev)
1080                         reclaim->generation = iter->generation;
1081         }
1082
1083 out_unlock:
1084         rcu_read_unlock();
1085         if (prev && prev != root)
1086                 css_put(&prev->css);
1087
1088         return memcg;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1093  * @root: hierarchy root
1094  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1095  */
1096 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1097                            struct mem_cgroup *prev)
1098 {
1099         if (!root)
1100                 root = root_mem_cgroup;
1101         if (prev && prev != root)
1102                 css_put(&prev->css);
1103 }
1104
1105 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1106                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1107 {
1108         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1109         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1110         int nid;
1111
1112         for_each_node(nid) {
1113                 mz = from->nodeinfo[nid];
1114                 iter = &mz->iter;
1115                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1116         }
1117 }
1118
1119 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1120 {
1121         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1122         struct mem_cgroup *last;
1123
1124         do {
1125                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1126                 last = memcg;
1127         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1128
1129         /*
1130          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1131          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1132          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1133          * dead_memcg from cgroup root separately.
1134          */
1135         if (last != root_mem_cgroup)
1136                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1137                                                 dead_memcg);
1138 }
1139
1140 /**
1141  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1142  * @memcg: hierarchy root
1143  * @fn: function to call for each task
1144  * @arg: argument passed to @fn
1145  *
1146  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1147  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1148  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1149  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1150  *
1151  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1152  */
1153 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1154                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1155 {
1156         struct mem_cgroup *iter;
1157         int ret = 0;
1158
1159         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1160
1161         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1162                 struct css_task_iter it;
1163                 struct task_struct *task;
1164
1165                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1166                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1167                         ret = fn(task, arg);
1168                 css_task_iter_end(&it);
1169                 if (ret) {
1170                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1171                         break;
1172                 }
1173         }
1174         return ret;
1175 }
1176
1177 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1178 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *memcg;
1181
1182         if (mem_cgroup_disabled())
1183                 return;
1184
1185         memcg = folio_memcg(folio);
1186
1187         if (!memcg)
1188                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, folio);
1189         else
1190                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1191 }
1192 #endif
1193
1194 /**
1195  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1196  * @folio: Pointer to the folio.
1197  *
1198  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1199  * - folio locked
1200  * - folio_test_lru false
1201  * - folio_memcg_lock()
1202  * - folio frozen (refcount of 0)
1203  *
1204  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1205  */
1206 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1207 {
1208         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1209
1210         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1211         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1212
1213         return lruvec;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1218  * @folio: Pointer to the folio.
1219  *
1220  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1221  * - folio locked
1222  * - folio_test_lru false
1223  * - folio_memcg_lock()
1224  * - folio frozen (refcount of 0)
1225  *
1226  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1227  * disabled.
1228  */
1229 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1230 {
1231         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1232
1233         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1234         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1235
1236         return lruvec;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1241  * @folio: Pointer to the folio.
1242  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1243  *
1244  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1245  * - folio locked
1246  * - folio_test_lru false
1247  * - folio_memcg_lock()
1248  * - folio frozen (refcount of 0)
1249  *
1250  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1251  * disabled.
1252  */
1253 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1254                 unsigned long *flags)
1255 {
1256         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1257
1258         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1259         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1260
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1266  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1267  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1268  * @zid: zone id of the accounted pages
1269  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1270  *
1271  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1272  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1273  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1274  */
1275 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1276                                 int zid, int nr_pages)
1277 {
1278         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1279         unsigned long *lru_size;
1280         long size;
1281
1282         if (mem_cgroup_disabled())
1283                 return;
1284
1285         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1286         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1287
1288         if (nr_pages < 0)
1289                 *lru_size += nr_pages;
1290
1291         size = *lru_size;
1292         if (WARN_ONCE(size < 0,
1293                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1294                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1295                 VM_BUG_ON(1);
1296                 *lru_size = 0;
1297         }
1298
1299         if (nr_pages > 0)
1300                 *lru_size += nr_pages;
1301 }
1302
1303 /**
1304  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1305  * @memcg: the memory cgroup
1306  *
1307  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1308  * pages.
1309  */
1310 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1311 {
1312         unsigned long margin = 0;
1313         unsigned long count;
1314         unsigned long limit;
1315
1316         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1317         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1318         if (count < limit)
1319                 margin = limit - count;
1320
1321         if (do_memsw_account()) {
1322                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1323                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1324                 if (count < limit)
1325                         margin = min(margin, limit - count);
1326                 else
1327                         margin = 0;
1328         }
1329
1330         return margin;
1331 }
1332
1333 /*
1334  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1335  *
1336  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1337  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1338  * caused by "move".
1339  */
1340 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1341 {
1342         struct mem_cgroup *from;
1343         struct mem_cgroup *to;
1344         bool ret = false;
1345         /*
1346          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1347          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1348          */
1349         spin_lock(&mc.lock);
1350         from = mc.from;
1351         to = mc.to;
1352         if (!from)
1353                 goto unlock;
1354
1355         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1356                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1357 unlock:
1358         spin_unlock(&mc.lock);
1359         return ret;
1360 }
1361
1362 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1363 {
1364         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1365                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1366                         DEFINE_WAIT(wait);
1367                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1368                         /* moving charge context might have finished. */
1369                         if (mc.moving_task)
1370                                 schedule();
1371                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1372                         return true;
1373                 }
1374         }
1375         return false;
1376 }
1377
1378 struct memory_stat {
1379         const char *name;
1380         unsigned int idx;
1381 };
1382
1383 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1384         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1385         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1386         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1387         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1388         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1389         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1390         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1391         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1392         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1393         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1394 #ifdef CONFIG_SWAP
1395         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1396 #endif
1397 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1398         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1399         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1400         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1401 #endif
1402         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1403         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1404         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1405         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1406         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1407         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1408         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1409
1410         /* The memory events */
1411         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1412         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1413         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1414         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1415         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1416         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1417         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1418 };
1419
1420 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1421 static int memcg_page_state_unit(int item)
1422 {
1423         switch (item) {
1424         case MEMCG_PERCPU_B:
1425         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1426         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1427         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1428         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1429         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1430         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1431         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1432         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1433         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1434                 return 1;
1435         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1436                 return SZ_1K;
1437         default:
1438                 return PAGE_SIZE;
1439         }
1440 }
1441
1442 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1443                                                     int item)
1444 {
1445         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1446 }
1447
1448 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         struct seq_buf s;
1451         int i;
1452
1453         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1454         if (!s.buffer)
1455                 return NULL;
1456
1457         /*
1458          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1459          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1460          *
1461          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1462          * 1) generic big picture -> specifics and details
1463          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1464          *
1465          * Current memory state:
1466          */
1467         mem_cgroup_flush_stats();
1468
1469         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1470                 u64 size;
1471
1472                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1473                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1474
1475                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1476                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1477                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1478                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1479                 }
1480         }
1481
1482         /* Accumulated memory events */
1483
1484         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1485                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1486         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1487                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1488         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1489                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1490         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1491                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1492                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1493         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1494                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1495                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1496         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1497                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1498         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1499                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1500         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1501                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1502         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1503                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1504
1505 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1506         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1507                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1508         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1509                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1510 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1511
1512         /* The above should easily fit into one page */
1513         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1514
1515         return s.buffer;
1516 }
1517
1518 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1519 /**
1520  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1521  * memory controller.
1522  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1523  * @p: Task that is going to be killed
1524  *
1525  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1526  * enabled
1527  */
1528 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1529 {
1530         rcu_read_lock();
1531
1532         if (memcg) {
1533                 pr_cont(",oom_memcg=");
1534                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1535         } else
1536                 pr_cont(",global_oom");
1537         if (p) {
1538                 pr_cont(",task_memcg=");
1539                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1540         }
1541         rcu_read_unlock();
1542 }
1543
1544 /**
1545  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1546  * memory controller.
1547  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1548  */
1549 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1550 {
1551         char *buf;
1552
1553         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1554                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1555                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1556         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1557                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1558                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1559                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1560         else {
1561                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1562                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1563                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1564                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1565                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1566                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1567         }
1568
1569         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1570         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1571         pr_cont(":");
1572         buf = memory_stat_format(memcg);
1573         if (!buf)
1574                 return;
1575         pr_info("%s", buf);
1576         kfree(buf);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1581  */
1582 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1585
1586         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1587                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1588                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1589                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1590         } else { /* v1 */
1591                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1592                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1593                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1594
1595                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1596                 }
1597         }
1598         return max;
1599 }
1600
1601 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         return page_counter_read(&memcg->memory);
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1607                                      int order)
1608 {
1609         struct oom_control oc = {
1610                 .zonelist = NULL,
1611                 .nodemask = NULL,
1612                 .memcg = memcg,
1613                 .gfp_mask = gfp_mask,
1614                 .order = order,
1615         };
1616         bool ret = true;
1617
1618         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1619                 return true;
1620
1621         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1622                 goto unlock;
1623
1624         /*
1625          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1626          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1627          */
1628         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1629
1630 unlock:
1631         mutex_unlock(&oom_lock);
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1636                                    pg_data_t *pgdat,
1637                                    gfp_t gfp_mask,
1638                                    unsigned long *total_scanned)
1639 {
1640         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1641         int total = 0;
1642         int loop = 0;
1643         unsigned long excess;
1644         unsigned long nr_scanned;
1645         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1646                 .pgdat = pgdat,
1647         };
1648
1649         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1650
1651         while (1) {
1652                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1653                 if (!victim) {
1654                         loop++;
1655                         if (loop >= 2) {
1656                                 /*
1657                                  * If we have not been able to reclaim
1658                                  * anything, it might because there are
1659                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1660                                  */
1661                                 if (!total)
1662                                         break;
1663                                 /*
1664                                  * We want to do more targeted reclaim.
1665                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1666                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1667                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1668                                  */
1669                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1670                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1671                                         break;
1672                         }
1673                         continue;
1674                 }
1675                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1676                                         pgdat, &nr_scanned);
1677                 *total_scanned += nr_scanned;
1678                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1679                         break;
1680         }
1681         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1682         return total;
1683 }
1684
1685 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1686 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1687         .name = "memcg_oom_lock",
1688 };
1689 #endif
1690
1691 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1692
1693 /*
1694  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1695  * If someone is running, return false.
1696  */
1697 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1698 {
1699         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1700
1701         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1702
1703         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1704                 if (iter->oom_lock) {
1705                         /*
1706                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1707                          * so we cannot give a lock.
1708                          */
1709                         failed = iter;
1710                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1711                         break;
1712                 } else
1713                         iter->oom_lock = true;
1714         }
1715
1716         if (failed) {
1717                 /*
1718                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1719                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1720                  */
1721                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1722                         if (iter == failed) {
1723                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1724                                 break;
1725                         }
1726                         iter->oom_lock = false;
1727                 }
1728         } else
1729                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1730
1731         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1732
1733         return !failed;
1734 }
1735
1736 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *iter;
1739
1740         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1741         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1742         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1743                 iter->oom_lock = false;
1744         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1745 }
1746
1747 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1748 {
1749         struct mem_cgroup *iter;
1750
1751         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 iter->under_oom++;
1754         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1755 }
1756
1757 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1758 {
1759         struct mem_cgroup *iter;
1760
1761         /*
1762          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1763          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1764          */
1765         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1767                 if (iter->under_oom > 0)
1768                         iter->under_oom--;
1769         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1770 }
1771
1772 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1773
1774 struct oom_wait_info {
1775         struct mem_cgroup *memcg;
1776         wait_queue_entry_t      wait;
1777 };
1778
1779 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1780         unsigned mode, int sync, void *arg)
1781 {
1782         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1783         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1784         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1785
1786         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1787         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1788
1789         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1790             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1791                 return 0;
1792         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1793 }
1794
1795 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1796 {
1797         /*
1798          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1799          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1800          * this function is called as a result of userland actions
1801          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1802          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1803          * triggering notification.
1804          */
1805         if (memcg && memcg->under_oom)
1806                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1807 }
1808
1809 enum oom_status {
1810         OOM_SUCCESS,
1811         OOM_FAILED,
1812         OOM_ASYNC,
1813         OOM_SKIPPED
1814 };
1815
1816 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1817 {
1818         enum oom_status ret;
1819         bool locked;
1820
1821         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1822                 return OOM_SKIPPED;
1823
1824         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1825
1826         /*
1827          * We are in the middle of the charge context here, so we
1828          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1829          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1830          *
1831          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1832          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1833          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1834          * released.
1835          *
1836          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1837          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1838          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1839          * invoke the oom killer here.
1840          *
1841          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1842          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1843          */
1844         if (memcg->oom_kill_disable) {
1845                 if (!current->in_user_fault)
1846                         return OOM_SKIPPED;
1847                 css_get(&memcg->css);
1848                 current->memcg_in_oom = memcg;
1849                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1850                 current->memcg_oom_order = order;
1851
1852                 return OOM_ASYNC;
1853         }
1854
1855         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1856
1857         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1858
1859         if (locked)
1860                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1861
1862         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1863         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1864                 ret = OOM_SUCCESS;
1865         else
1866                 ret = OOM_FAILED;
1867
1868         if (locked)
1869                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1870
1871         return ret;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1876  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1877  *
1878  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1879  * handler was enabled.
1880  *
1881  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1882  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1883  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1884  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1885  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1886  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1887  *
1888  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1889  * completed, %false otherwise.
1890  */
1891 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1892 {
1893         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1894         struct oom_wait_info owait;
1895         bool locked;
1896
1897         /* OOM is global, do not handle */
1898         if (!memcg)
1899                 return false;
1900
1901         if (!handle)
1902                 goto cleanup;
1903
1904         owait.memcg = memcg;
1905         owait.wait.flags = 0;
1906         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1907         owait.wait.private = current;
1908         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1909
1910         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1911         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1912
1913         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1914
1915         if (locked)
1916                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1917
1918         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1919                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1920                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1921                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1922                                          current->memcg_oom_order);
1923         } else {
1924                 schedule();
1925                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1926                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1927         }
1928
1929         if (locked) {
1930                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1931                 /*
1932                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1933                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1934                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1935                  */
1936                 memcg_oom_recover(memcg);
1937         }
1938 cleanup:
1939         current->memcg_in_oom = NULL;
1940         css_put(&memcg->css);
1941         return true;
1942 }
1943
1944 /**
1945  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1946  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1947  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1948  *
1949  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1950  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1951  *
1952  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1953  */
1954 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1955                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1956 {
1957         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959
1960         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1961                 return NULL;
1962
1963         if (!oom_domain)
1964                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1965
1966         rcu_read_lock();
1967
1968         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1969         if (memcg == root_mem_cgroup)
1970                 goto out;
1971
1972         /*
1973          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1974          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1975          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1976          */
1977         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1978                 goto out;
1979
1980         /*
1981          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1982          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1983          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1984          */
1985         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1986                 if (memcg->oom_group)
1987                         oom_group = memcg;
1988
1989                 if (memcg == oom_domain)
1990                         break;
1991         }
1992
1993         if (oom_group)
1994                 css_get(&oom_group->css);
1995 out:
1996         rcu_read_unlock();
1997
1998         return oom_group;
1999 }
2000
2001 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2002 {
2003         pr_info("Tasks in ");
2004         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2005         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2006 }
2007
2008 /**
2009  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2010  * @folio: The folio.
2011  *
2012  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2013  * another cgroup.
2014  *
2015  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2016  * for the lifetime of the folio.
2017  */
2018 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021         unsigned long flags;
2022
2023         /*
2024          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2025          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2026          * because page moving starts with an RCU grace period.
2027          */
2028         rcu_read_lock();
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032 again:
2033         memcg = folio_memcg(folio);
2034         if (unlikely(!memcg))
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2038         local_irq_save(flags);
2039         might_lock(&memcg->move_lock);
2040         local_irq_restore(flags);
2041 #endif
2042
2043         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2044                 return;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2047         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2048                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2049                 goto again;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * When charge migration first begins, we can have multiple
2054          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2055          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2056          * move_lock for unlock_page_memcg().
2057          */
2058         memcg->move_lock_task = current;
2059         memcg->move_lock_flags = flags;
2060 }
2061
2062 void lock_page_memcg(struct page *page)
2063 {
2064         folio_memcg_lock(page_folio(page));
2065 }
2066
2067 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2068 {
2069         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2070                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2071
2072                 memcg->move_lock_task = NULL;
2073                 memcg->move_lock_flags = 0;
2074
2075                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2076         }
2077
2078         rcu_read_unlock();
2079 }
2080
2081 /**
2082  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2083  * @folio: The folio.
2084  *
2085  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2086  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2087  * permit others to change it.
2088  */
2089 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2090 {
2091         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2092 }
2093
2094 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2095 {
2096         folio_memcg_unlock(page_folio(page));
2097 }
2098
2099 struct obj_stock {
2100 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2101         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2102         struct pglist_data *cached_pgdat;
2103         unsigned int nr_bytes;
2104         int nr_slab_reclaimable_b;
2105         int nr_slab_unreclaimable_b;
2106 #else
2107         int dummy[0];
2108 #endif
2109 };
2110
2111 struct memcg_stock_pcp {
2112         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2113         unsigned int nr_pages;
2114         struct obj_stock task_obj;
2115         struct obj_stock irq_obj;
2116
2117         struct work_struct work;
2118         unsigned long flags;
2119 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2120 };
2121 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2122 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2123
2124 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2125 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2126 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2127                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2128
2129 #else
2130 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2131 {
2132 }
2133 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2134                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2135 {
2136         return false;
2137 }
2138 #endif
2139
2140 /*
2141  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2142  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2143  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2144  * task context and interrupt context access respectively.
2145  *
2146  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2147  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2148  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2149  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2150  */
2151 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2152 {
2153         struct memcg_stock_pcp *stock;
2154
2155         if (likely(in_task())) {
2156                 *pflags = 0UL;
2157                 preempt_disable();
2158                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2159                 return &stock->task_obj;
2160         }
2161
2162         local_irq_save(*pflags);
2163         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2164         return &stock->irq_obj;
2165 }
2166
2167 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2168 {
2169         if (likely(in_task()))
2170                 preempt_enable();
2171         else
2172                 local_irq_restore(flags);
2173 }
2174
2175 /**
2176  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2177  * @memcg: memcg to consume from.
2178  * @nr_pages: how many pages to charge.
2179  *
2180  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2181  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2182  * service an allocation will refill the stock.
2183  *
2184  * returns true if successful, false otherwise.
2185  */
2186 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2187 {
2188         struct memcg_stock_pcp *stock;
2189         unsigned long flags;
2190         bool ret = false;
2191
2192         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2193                 return ret;
2194
2195         local_irq_save(flags);
2196
2197         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2198         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2199                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2200                 ret = true;
2201         }
2202
2203         local_irq_restore(flags);
2204
2205         return ret;
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2210  */
2211 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2212 {
2213         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2214
2215         if (!old)
2216                 return;
2217
2218         if (stock->nr_pages) {
2219                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2220                 if (do_memsw_account())
2221                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2222                 stock->nr_pages = 0;
2223         }
2224
2225         css_put(&old->css);
2226         stock->cached = NULL;
2227 }
2228
2229 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2230 {
2231         struct memcg_stock_pcp *stock;
2232         unsigned long flags;
2233
2234         /*
2235          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2236          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2237          * here with IRQ disabled
2238          */
2239         local_irq_save(flags);
2240
2241         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2242         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2243         if (in_task())
2244                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2245         drain_stock(stock);
2246         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2247
2248         local_irq_restore(flags);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2253  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2254  */
2255 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2256 {
2257         struct memcg_stock_pcp *stock;
2258         unsigned long flags;
2259
2260         local_irq_save(flags);
2261
2262         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2263         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2264                 drain_stock(stock);
2265                 css_get(&memcg->css);
2266                 stock->cached = memcg;
2267         }
2268         stock->nr_pages += nr_pages;
2269
2270         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2271                 drain_stock(stock);
2272
2273         local_irq_restore(flags);
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2278  * of the hierarchy under it.
2279  */
2280 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2281 {
2282         int cpu, curcpu;
2283
2284         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2285         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2286                 return;
2287         /*
2288          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2289          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2290          * as well as workers from this path always operate on the local
2291          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2292          */
2293         curcpu = get_cpu();
2294         for_each_online_cpu(cpu) {
2295                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2296                 struct mem_cgroup *memcg;
2297                 bool flush = false;
2298
2299                 rcu_read_lock();
2300                 memcg = stock->cached;
2301                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2302                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2303                         flush = true;
2304                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2305                         flush = true;
2306                 rcu_read_unlock();
2307
2308                 if (flush &&
2309                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2310                         if (cpu == curcpu)
2311                                 drain_local_stock(&stock->work);
2312                         else
2313                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2314                 }
2315         }
2316         put_cpu();
2317         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2318 }
2319
2320 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2321 {
2322         struct memcg_stock_pcp *stock;
2323
2324         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2325         drain_stock(stock);
2326
2327         return 0;
2328 }
2329
2330 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2331                                   unsigned int nr_pages,
2332                                   gfp_t gfp_mask)
2333 {
2334         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2335
2336         do {
2337                 unsigned long pflags;
2338
2339                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2340                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2341                         continue;
2342
2343                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2344
2345                 psi_memstall_enter(&pflags);
2346                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2347                                                              gfp_mask, true);
2348                 psi_memstall_leave(&pflags);
2349         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2350                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2351
2352         return nr_reclaimed;
2353 }
2354
2355 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2356 {
2357         struct mem_cgroup *memcg;
2358
2359         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2360         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2365  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2366  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2367  */
2368 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2369
2370 /*
2371  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2372  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2373  * below.
2374  *
2375  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2376  *   overage ratio to a delay.
2377  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2378  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2379  *   to produce a reasonable delay curve.
2380  *
2381  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2382  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2383  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2384  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2385  * example, with a high of 100 megabytes:
2386  *
2387  *  +-------+------------------------+
2388  *  | usage | time to allocate in ms |
2389  *  +-------+------------------------+
2390  *  | 100M  |                      0 |
2391  *  | 101M  |                      6 |
2392  *  | 102M  |                     25 |
2393  *  | 103M  |                     57 |
2394  *  | 104M  |                    102 |
2395  *  | 105M  |                    159 |
2396  *  | 106M  |                    230 |
2397  *  | 107M  |                    313 |
2398  *  | 108M  |                    409 |
2399  *  | 109M  |                    518 |
2400  *  | 110M  |                    639 |
2401  *  | 111M  |                    774 |
2402  *  | 112M  |                    921 |
2403  *  | 113M  |                   1081 |
2404  *  | 114M  |                   1254 |
2405  *  | 115M  |                   1439 |
2406  *  | 116M  |                   1638 |
2407  *  | 117M  |                   1849 |
2408  *  | 118M  |                   2000 |
2409  *  | 119M  |                   2000 |
2410  *  | 120M  |                   2000 |
2411  *  +-------+------------------------+
2412  */
2413  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2414  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2415
2416 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2417 {
2418         u64 overage;
2419
2420         if (usage <= high)
2421                 return 0;
2422
2423         /*
2424          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2425          * it was a threshold of 1 page
2426          */
2427         high = max(high, 1UL);
2428
2429         overage = usage - high;
2430         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2431         return div64_u64(overage, high);
2432 }
2433
2434 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2435 {
2436         u64 overage, max_overage = 0;
2437
2438         do {
2439                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2440                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2441                 max_overage = max(overage, max_overage);
2442         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2443                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2444
2445         return max_overage;
2446 }
2447
2448 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2449 {
2450         u64 overage, max_overage = 0;
2451
2452         do {
2453                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2454                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2455                 if (overage)
2456                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2457                 max_overage = max(overage, max_overage);
2458         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2459                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2460
2461         return max_overage;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2466  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2467  */
2468 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2469                                           unsigned int nr_pages,
2470                                           u64 max_overage)
2471 {
2472         unsigned long penalty_jiffies;
2473
2474         if (!max_overage)
2475                 return 0;
2476
2477         /*
2478          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2479          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2480          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2481          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2482          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2483          * overage amount.
2484          */
2485         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2486         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2487         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2488
2489         /*
2490          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2491          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2492          * 4N-sized allocation.
2493          *
2494          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2495          * larger the current charge patch is than that.
2496          */
2497         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2502  * and reclaims memory over the high limit.
2503  */
2504 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2505 {
2506         unsigned long penalty_jiffies;
2507         unsigned long pflags;
2508         unsigned long nr_reclaimed;
2509         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2510         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2511         struct mem_cgroup *memcg;
2512         bool in_retry = false;
2513
2514         if (likely(!nr_pages))
2515                 return;
2516
2517         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2518         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2519
2520 retry_reclaim:
2521         /*
2522          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2523          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2524          * or breaching resource isolation.
2525          *
2526          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2527          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2528          * allocator run every time an allocation is made.
2529          */
2530         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2531                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2532                                     GFP_KERNEL);
2533
2534         /*
2535          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2536          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2537          */
2538         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2539                                                mem_find_max_overage(memcg));
2540
2541         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2542                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2543
2544         /*
2545          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2546          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2547          * extremely slowly.
2548          */
2549         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2550
2551         /*
2552          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2553          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2554          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2555          * been aggressively reclaimed enough yet.
2556          */
2557         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2558                 goto out;
2559
2560         /*
2561          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2562          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2563          * throttling.
2564          */
2565         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2566                 in_retry = true;
2567                 goto retry_reclaim;
2568         }
2569
2570         /*
2571          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2572          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2573          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2574          */
2575         psi_memstall_enter(&pflags);
2576         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2577         psi_memstall_leave(&pflags);
2578
2579 out:
2580         css_put(&memcg->css);
2581 }
2582
2583 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2584                         unsigned int nr_pages)
2585 {
2586         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2587         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2588         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2589         struct page_counter *counter;
2590         enum oom_status oom_status;
2591         unsigned long nr_reclaimed;
2592         bool passed_oom = false;
2593         bool may_swap = true;
2594         bool drained = false;
2595         unsigned long pflags;
2596
2597 retry:
2598         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2599                 return 0;
2600
2601         if (!do_memsw_account() ||
2602             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2603                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2604                         goto done_restock;
2605                 if (do_memsw_account())
2606                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2607                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2608         } else {
2609                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2610                 may_swap = false;
2611         }
2612
2613         if (batch > nr_pages) {
2614                 batch = nr_pages;
2615                 goto retry;
2616         }
2617
2618         /*
2619          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2620          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2621          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2622          * and let these go through as privileged allocations.
2623          */
2624         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2625                 goto force;
2626
2627         /*
2628          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2629          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2630          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2631          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2632          */
2633         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2634                 goto force;
2635
2636         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2637                 goto nomem;
2638
2639         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2640                 goto nomem;
2641
2642         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2643
2644         psi_memstall_enter(&pflags);
2645         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2646                                                     gfp_mask, may_swap);
2647         psi_memstall_leave(&pflags);
2648
2649         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2650                 goto retry;
2651
2652         if (!drained) {
2653                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2654                 drained = true;
2655                 goto retry;
2656         }
2657
2658         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2659                 goto nomem;
2660         /*
2661          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2662          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2663          * before killing the task.
2664          *
2665          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2666          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2667          * to regular pages anyway in case of failure.
2668          */
2669         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2670                 goto retry;
2671         /*
2672          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2673          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2674          */
2675         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2676                 goto retry;
2677
2678         if (nr_retries--)
2679                 goto retry;
2680
2681         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2682                 goto nomem;
2683
2684         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2685         if (passed_oom && task_is_dying())
2686                 goto nomem;
2687
2688         /*
2689          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2690          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2691          * couldn't make any progress.
2692          */
2693         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2694                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2695         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2696                 passed_oom = true;
2697                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2698                 goto retry;
2699         }
2700 nomem:
2701         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2702                 return -ENOMEM;
2703 force:
2704         /*
2705          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2706          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2707          * temporarily by force charging it.
2708          */
2709         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2710         if (do_memsw_account())
2711                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2712
2713         return 0;
2714
2715 done_restock:
2716         if (batch > nr_pages)
2717                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2718
2719         /*
2720          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2721          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2722          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2723          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2724          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2725          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2726          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2727          */
2728         do {
2729                 bool mem_high, swap_high;
2730
2731                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2732                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2733                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2734                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2735
2736                 /* Don't bother a random interrupted task */
2737                 if (in_interrupt()) {
2738                         if (mem_high) {
2739                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2740                                 break;
2741                         }
2742                         continue;
2743                 }
2744
2745                 if (mem_high || swap_high) {
2746                         /*
2747                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2748                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2749                          * of the memory or swap footprints.
2750                          *
2751                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2752                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2753                          * based on how much each task is actually allocating.
2754                          */
2755                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2756                         set_notify_resume(current);
2757                         break;
2758                 }
2759         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2760
2761         return 0;
2762 }
2763
2764 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2765                              unsigned int nr_pages)
2766 {
2767         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2768                 return 0;
2769
2770         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2771 }
2772
2773 static inline void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2774 {
2775         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2776                 return;
2777
2778         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2779         if (do_memsw_account())
2780                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2781 }
2782
2783 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2784 {
2785         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2786         /*
2787          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2788          *
2789          * - the page lock
2790          * - LRU isolation
2791          * - lock_page_memcg()
2792          * - exclusive reference
2793          */
2794         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2795 }
2796
2797 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2798 {
2799         struct mem_cgroup *memcg;
2800
2801         rcu_read_lock();
2802 retry:
2803         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2804         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2805                 goto retry;
2806         rcu_read_unlock();
2807
2808         return memcg;
2809 }
2810
2811 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2812 /*
2813  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2814  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2815  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2816  */
2817 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2818
2819 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2820                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2821 {
2822         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2823         unsigned long memcg_data;
2824         void *vec;
2825
2826         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2827         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2828                            page_to_nid(page));
2829         if (!vec)
2830                 return -ENOMEM;
2831
2832         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2833         if (new_page) {
2834                 /*
2835                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2836                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2837                  * memcg_data can be simply assigned.
2838                  */
2839                 page->memcg_data = memcg_data;
2840         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2841                 /*
2842                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2843                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2844                  * objcg vector should be reused.
2845                  */
2846                 kfree(vec);
2847                 return 0;
2848         }
2849
2850         kmemleak_not_leak(vec);
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2856  *
2857  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2858  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2859  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2860  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2861  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2862  *
2863  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2864  * cgroup_mutex, etc.
2865  */
2866 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2867 {
2868         struct page *page;
2869
2870         if (mem_cgroup_disabled())
2871                 return NULL;
2872
2873         page = virt_to_head_page(p);
2874
2875         /*
2876          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2877          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2878          * the page->obj_cgroups.
2879          */
2880         if (page_objcgs_check(page)) {
2881                 struct obj_cgroup *objcg;
2882                 unsigned int off;
2883
2884                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2885                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2886                 if (objcg)
2887                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2888
2889                 return NULL;
2890         }
2891
2892         /*
2893          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2894          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2895          * at that moment, but it can be set concurrently.
2896          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2897          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2898          */
2899         return page_memcg_check(page);
2900 }
2901
2902 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2903 {
2904         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2905         struct mem_cgroup *memcg;
2906
2907         if (memcg_kmem_bypass())
2908                 return NULL;
2909
2910         rcu_read_lock();
2911         if (unlikely(active_memcg()))
2912                 memcg = active_memcg();
2913         else
2914                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2915
2916         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2917                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2918                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2919                         break;
2920                 objcg = NULL;
2921         }
2922         rcu_read_unlock();
2923
2924         return objcg;
2925 }
2926
2927 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2928 {
2929         int id, size;
2930         int err;
2931
2932         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2933                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2934         if (id < 0)
2935                 return id;
2936
2937         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2938                 return id;
2939
2940         /*
2941          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2942          * so we have to grow them.
2943          */
2944         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2945
2946         size = 2 * (id + 1);
2947         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2948                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2949         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2950                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2951
2952         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2953         if (!err)
2954                 memcg_nr_cache_ids = size;
2955
2956         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2957
2958         if (err) {
2959                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2960                 return err;
2961         }
2962         return id;
2963 }
2964
2965 static void memcg_free_cache_id(int id)
2966 {
2967         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2968 }
2969
2970 /*
2971  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2972  * @objcg: object cgroup to uncharge
2973  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2974  */
2975 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2976                                       unsigned int nr_pages)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg;
2979
2980         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2981
2982         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2983                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2984         refill_stock(memcg, nr_pages);
2985
2986         css_put(&memcg->css);
2987 }
2988
2989 /*
2990  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2991  * @objcg: object cgroup to charge
2992  * @gfp: reclaim mode
2993  * @nr_pages: number of pages to charge
2994  *
2995  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2996  */
2997 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
2998                                    unsigned int nr_pages)
2999 {
3000         struct mem_cgroup *memcg;
3001         int ret;
3002
3003         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3004
3005         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3006         if (ret)
3007                 goto out;
3008
3009         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3010                 page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3011 out:
3012         css_put(&memcg->css);
3013
3014         return ret;
3015 }
3016
3017 /**
3018  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3019  * @page: page to charge
3020  * @gfp: reclaim mode
3021  * @order: allocation order
3022  *
3023  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3024  */
3025 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3026 {
3027         struct obj_cgroup *objcg;
3028         int ret = 0;
3029
3030         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3031         if (objcg) {
3032                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3033                 if (!ret) {
3034                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3035                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3036                         return 0;
3037                 }
3038                 obj_cgroup_put(objcg);
3039         }
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3045  * @page: page to uncharge
3046  * @order: allocation order
3047  */
3048 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3049 {
3050         struct folio *folio = page_folio(page);
3051         struct obj_cgroup *objcg;
3052         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3053
3054         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3055                 return;
3056
3057         objcg = __folio_objcg(folio);
3058         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3059         folio->memcg_data = 0;
3060         obj_cgroup_put(objcg);
3061 }
3062
3063 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3064                      enum node_stat_item idx, int nr)
3065 {
3066         unsigned long flags;
3067         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3068         int *bytes;
3069
3070         /*
3071          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3072          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3073          * changes.
3074          */
3075         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3076                 drain_obj_stock(stock);
3077                 obj_cgroup_get(objcg);
3078                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3079                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3080                 stock->cached_objcg = objcg;
3081                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3082         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3083                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3084                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3085
3086                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3087                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3088                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3089                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3090                 }
3091                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3092                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3093                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3094                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3095                 }
3096                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3097         }
3098
3099         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3100                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3101         /*
3102          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3103          * cached locally at least once before pushing it out.
3104          */
3105         if (!*bytes) {
3106                 *bytes = nr;
3107                 nr = 0;
3108         } else {
3109                 *bytes += nr;
3110                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3111                         nr = *bytes;
3112                         *bytes = 0;
3113                 } else {
3114                         nr = 0;
3115                 }
3116         }
3117         if (nr)
3118                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3119
3120         put_obj_stock(flags);
3121 }
3122
3123 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3124 {
3125         unsigned long flags;
3126         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3127         bool ret = false;
3128
3129         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3130                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3131                 ret = true;
3132         }
3133
3134         put_obj_stock(flags);
3135
3136         return ret;
3137 }
3138
3139 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3140 {
3141         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3142
3143         if (!old)
3144                 return;
3145
3146         if (stock->nr_bytes) {
3147                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3148                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3149
3150                 if (nr_pages)
3151                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3152
3153                 /*
3154                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3155                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3156                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3157                  * refill_obj_stock().
3158                  *
3159                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3160                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3161                  * so it might be changed in the future.
3162                  */
3163                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3164                 stock->nr_bytes = 0;
3165         }
3166
3167         /*
3168          * Flush the vmstat data in current stock
3169          */
3170         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3171                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3172                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3173                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3174                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3175                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3176                 }
3177                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3178                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3179                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3180                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3181                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3182                 }
3183                 stock->cached_pgdat = NULL;
3184         }
3185
3186         obj_cgroup_put(old);
3187         stock->cached_objcg = NULL;
3188 }
3189
3190 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3191                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194
3195         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3196                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3197                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3198                         return true;
3199         }
3200         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3201                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3202                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3203                         return true;
3204         }
3205
3206         return false;
3207 }
3208
3209 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3210                              bool allow_uncharge)
3211 {
3212         unsigned long flags;
3213         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3214         unsigned int nr_pages = 0;
3215
3216         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3217                 drain_obj_stock(stock);
3218                 obj_cgroup_get(objcg);
3219                 stock->cached_objcg = objcg;
3220                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3221                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3222                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3223         }
3224         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3225
3226         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3227                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3228                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3229         }
3230
3231         put_obj_stock(flags);
3232
3233         if (nr_pages)
3234                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3235 }
3236
3237 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3238 {
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, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3247          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3248          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3249          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3250          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3251          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3252          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3253          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3254          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3255          *
3256          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3257          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3258          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3259          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3260          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3261          * page uncharge right after a page charge, we set the
3262          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3263          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3264          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3265          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3266          * race.
3267          */
3268         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3269         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3270
3271         if (nr_bytes)
3272                 nr_pages += 1;
3273
3274         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3275         if (!ret && nr_bytes)
3276                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3282 {
3283         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3284 }
3285
3286 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3287
3288 /*
3289  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3290  */
3291 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3292 {
3293         struct folio *folio = page_folio(head);
3294         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3295         int i;
3296
3297         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3298                 return;
3299
3300         for (i = 1; i < nr; i++)
3301                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3302
3303         if (folio_memcg_kmem(folio))
3304                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3305         else
3306                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3307 }
3308
3309 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3310 /**
3311  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3312  * @entry: swap entry to be moved
3313  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3314  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3315  *
3316  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3317  * as the mem_cgroup's id of @from.
3318  *
3319  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3320  *
3321  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3322  * both res and memsw, and called css_get().
3323  */
3324 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3325                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3326 {
3327         unsigned short old_id, new_id;
3328
3329         old_id = mem_cgroup_id(from);
3330         new_id = mem_cgroup_id(to);
3331
3332         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3333                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3334                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3335                 return 0;
3336         }
3337         return -EINVAL;
3338 }
3339 #else
3340 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3341                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3342 {
3343         return -EINVAL;
3344 }
3345 #endif
3346
3347 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3348
3349 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3350                                  unsigned long max, bool memsw)
3351 {
3352         bool enlarge = false;
3353         bool drained = false;
3354         int ret;
3355         bool limits_invariant;
3356         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3357
3358         do {
3359                 if (signal_pending(current)) {
3360                         ret = -EINTR;
3361                         break;
3362                 }
3363
3364                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3365                 /*
3366                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3367                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3368                  */
3369                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3370                                            max <= memcg->memsw.max;
3371                 if (!limits_invariant) {
3372                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3373                         ret = -EINVAL;
3374                         break;
3375                 }
3376                 if (max > counter->max)
3377                         enlarge = true;
3378                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3379                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3380
3381                 if (!ret)
3382                         break;
3383
3384                 if (!drained) {
3385                         drain_all_stock(memcg);
3386                         drained = true;
3387                         continue;
3388                 }
3389
3390                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3391                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3392                         ret = -EBUSY;
3393                         break;
3394                 }
3395         } while (true);
3396
3397         if (!ret && enlarge)
3398                 memcg_oom_recover(memcg);
3399
3400         return ret;
3401 }
3402
3403 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3404                                             gfp_t gfp_mask,
3405                                             unsigned long *total_scanned)
3406 {
3407         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3408         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3409         unsigned long reclaimed;
3410         int loop = 0;
3411         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3412         unsigned long excess;
3413         unsigned long nr_scanned;
3414
3415         if (order > 0)
3416                 return 0;
3417
3418         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3419
3420         /*
3421          * Do not even bother to check the largest node if the root
3422          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3423          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3424          */
3425         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3426                 return 0;
3427
3428         /*
3429          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3430          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3431          * pressure
3432          */
3433         do {
3434                 if (next_mz)
3435                         mz = next_mz;
3436                 else
3437                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3438                 if (!mz)
3439                         break;
3440
3441                 nr_scanned = 0;
3442                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3443                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3444                 nr_reclaimed += reclaimed;
3445                 *total_scanned += nr_scanned;
3446                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3447                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3448
3449                 /*
3450                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3451                  * it is time to move on to the next cgroup
3452                  */
3453                 next_mz = NULL;
3454                 if (!reclaimed)
3455                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3456
3457                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3458                 /*
3459                  * One school of thought says that we should not add
3460                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3461                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3462                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3463                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3464                  * term TODO.
3465                  */
3466                 /* If excess == 0, no tree ops */
3467                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3468                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3469                 css_put(&mz->memcg->css);
3470                 loop++;
3471                 /*
3472                  * Could not reclaim anything and there are no more
3473                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3474                  * reclaiming anything.
3475                  */
3476                 if (!nr_reclaimed &&
3477                         (next_mz == NULL ||
3478                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3479                         break;
3480         } while (!nr_reclaimed);
3481         if (next_mz)
3482                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3483         return nr_reclaimed;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3488  *
3489  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3490  */
3491 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3492 {
3493         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3494
3495         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3496         lru_add_drain_all();
3497
3498         drain_all_stock(memcg);
3499
3500         /* try to free all pages in this cgroup */
3501         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3502                 if (signal_pending(current))
3503                         return -EINTR;
3504
3505                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true))
3506                         nr_retries--;
3507         }
3508
3509         return 0;
3510 }
3511
3512 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3513                                             char *buf, size_t nbytes,
3514                                             loff_t off)
3515 {
3516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3517
3518         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3519                 return -EINVAL;
3520         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3521 }
3522
3523 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3524                                      struct cftype *cft)
3525 {
3526         return 1;
3527 }
3528
3529 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3530                                       struct cftype *cft, u64 val)
3531 {
3532         if (val == 1)
3533                 return 0;
3534
3535         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3536                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3537                      "depend on this functionality.\n");
3538
3539         return -EINVAL;
3540 }
3541
3542 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3543 {
3544         unsigned long val;
3545
3546         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3547                 mem_cgroup_flush_stats();
3548                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3549                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3550                 if (swap)
3551                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3552         } else {
3553                 if (!swap)
3554                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3555                 else
3556                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3557         }
3558         return val;
3559 }
3560
3561 enum {
3562         RES_USAGE,
3563         RES_LIMIT,
3564         RES_MAX_USAGE,
3565         RES_FAILCNT,
3566         RES_SOFT_LIMIT,
3567 };
3568
3569 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3570                                struct cftype *cft)
3571 {
3572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3573         struct page_counter *counter;
3574
3575         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3576         case _MEM:
3577                 counter = &memcg->memory;
3578                 break;
3579         case _MEMSWAP:
3580                 counter = &memcg->memsw;
3581                 break;
3582         case _KMEM:
3583                 counter = &memcg->kmem;
3584                 break;
3585         case _TCP:
3586                 counter = &memcg->tcpmem;
3587                 break;
3588         default:
3589                 BUG();
3590         }
3591
3592         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3593         case RES_USAGE:
3594                 if (counter == &memcg->memory)
3595                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3596                 if (counter == &memcg->memsw)
3597                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3598                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3599         case RES_LIMIT:
3600                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3601         case RES_MAX_USAGE:
3602                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3603         case RES_FAILCNT:
3604                 return counter->failcnt;
3605         case RES_SOFT_LIMIT:
3606                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3607         default:
3608                 BUG();
3609         }
3610 }
3611
3612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3613 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3614 {
3615         struct obj_cgroup *objcg;
3616         int memcg_id;
3617
3618         if (cgroup_memory_nokmem)
3619                 return 0;
3620
3621         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3622
3623         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3624         if (memcg_id < 0)
3625                 return memcg_id;
3626
3627         objcg = obj_cgroup_alloc();
3628         if (!objcg) {
3629                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3630                 return -ENOMEM;
3631         }
3632         objcg->memcg = memcg;
3633         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3634
3635         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3636
3637         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3638
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3643 {
3644         struct mem_cgroup *parent;
3645         int kmemcg_id;
3646
3647         if (memcg->kmemcg_id == -1)
3648                 return;
3649
3650         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3651         if (!parent)
3652                 parent = root_mem_cgroup;
3653
3654         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3655
3656         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3657         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3658
3659         /*
3660          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3661          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3662          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3663          * memcg_drain_all_list_lrus().
3664          */
3665         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3666
3667         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3668         memcg->kmemcg_id = -1;
3669 }
3670 #else
3671 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3672 {
3673         return 0;
3674 }
3675 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677 }
3678 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3679
3680 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3681 {
3682         int ret;
3683
3684         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3685
3686         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3687         if (ret)
3688                 goto out;
3689
3690         if (!memcg->tcpmem_active) {
3691                 /*
3692                  * The active flag needs to be written after the static_key
3693                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3694                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3695                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3696                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3697                  *
3698                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3699                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3700                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3701                  * yet, we'll lose accounting.
3702                  *
3703                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3704                  * because when this value change, the code to process it is not
3705                  * patched in yet.
3706                  */
3707                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3708                 memcg->tcpmem_active = true;
3709         }
3710 out:
3711         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3712         return ret;
3713 }
3714
3715 /*
3716  * The user of this function is...
3717  * RES_LIMIT.
3718  */
3719 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3720                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3723         unsigned long nr_pages;
3724         int ret;
3725
3726         buf = strstrip(buf);
3727         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3728         if (ret)
3729                 return ret;
3730
3731         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3732         case RES_LIMIT:
3733                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3734                         ret = -EINVAL;
3735                         break;
3736                 }
3737                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3738                 case _MEM:
3739                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3740                         break;
3741                 case _MEMSWAP:
3742                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3743                         break;
3744                 case _KMEM:
3745                         /* kmem.limit_in_bytes is deprecated. */
3746                         ret = -EOPNOTSUPP;
3747                         break;
3748                 case _TCP:
3749                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3750                         break;
3751                 }
3752                 break;
3753         case RES_SOFT_LIMIT:
3754                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3755                 ret = 0;
3756                 break;
3757         }
3758         return ret ?: nbytes;
3759 }
3760
3761 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3762                                 size_t nbytes, loff_t off)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3765         struct page_counter *counter;
3766
3767         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3768         case _MEM:
3769                 counter = &memcg->memory;
3770                 break;
3771         case _MEMSWAP:
3772                 counter = &memcg->memsw;
3773                 break;
3774         case _KMEM:
3775                 counter = &memcg->kmem;
3776                 break;
3777         case _TCP:
3778                 counter = &memcg->tcpmem;
3779                 break;
3780         default:
3781                 BUG();
3782         }
3783
3784         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3785         case RES_MAX_USAGE:
3786                 page_counter_reset_watermark(counter);
3787                 break;
3788         case RES_FAILCNT:
3789                 counter->failcnt = 0;
3790                 break;
3791         default:
3792                 BUG();
3793         }
3794
3795         return nbytes;
3796 }
3797
3798 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3799                                         struct cftype *cft)
3800 {
3801         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3802 }
3803
3804 #ifdef CONFIG_MMU
3805 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3806                                         struct cftype *cft, u64 val)
3807 {
3808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3809
3810         if (val & ~MOVE_MASK)
3811                 return -EINVAL;
3812
3813         /*
3814          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3815          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3816          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3817          * affect task migrations starting after the change.
3818          */
3819         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3820         return 0;
3821 }
3822 #else
3823 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3824                                         struct cftype *cft, u64 val)
3825 {
3826         return -ENOSYS;
3827 }
3828 #endif
3829
3830 #ifdef CONFIG_NUMA
3831
3832 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3833 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3834 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3835
3836 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3837                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3838 {
3839         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3840         unsigned long nr = 0;
3841         enum lru_list lru;
3842
3843         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3844
3845         for_each_lru(lru) {
3846                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3847                         continue;
3848                 if (tree)
3849                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3850                 else
3851                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3852         }
3853         return nr;
3854 }
3855
3856 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3857                                              unsigned int lru_mask,
3858                                              bool tree)
3859 {
3860         unsigned long nr = 0;
3861         enum lru_list lru;
3862
3863         for_each_lru(lru) {
3864                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3865                         continue;
3866                 if (tree)
3867                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3868                 else
3869                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3870         }
3871         return nr;
3872 }
3873
3874 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3875 {
3876         struct numa_stat {
3877                 const char *name;
3878                 unsigned int lru_mask;
3879         };
3880
3881         static const struct numa_stat stats[] = {
3882                 { "total", LRU_ALL },
3883                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3884                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3885                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3886         };
3887         const struct numa_stat *stat;
3888         int nid;
3889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3890
3891         mem_cgroup_flush_stats();
3892
3893         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3894                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3895                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3896                                                    false));
3897                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3898                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3899                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3900                                                         stat->lru_mask, false));
3901                 seq_putc(m, '\n');
3902         }
3903
3904         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3905
3906                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3907                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3908                                                    true));
3909                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3910                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3911                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3912                                                         stat->lru_mask, true));
3913                 seq_putc(m, '\n');
3914         }
3915
3916         return 0;
3917 }
3918 #endif /* CONFIG_NUMA */
3919
3920 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3921         NR_FILE_PAGES,
3922         NR_ANON_MAPPED,
3923 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3924         NR_ANON_THPS,
3925 #endif
3926         NR_SHMEM,
3927         NR_FILE_MAPPED,
3928         NR_FILE_DIRTY,
3929         NR_WRITEBACK,
3930         MEMCG_SWAP,
3931 };
3932
3933 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3934         "cache",
3935         "rss",
3936 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3937         "rss_huge",
3938 #endif
3939         "shmem",
3940         "mapped_file",
3941         "dirty",
3942         "writeback",
3943         "swap",
3944 };
3945
3946 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3947 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3948         PGPGIN,
3949         PGPGOUT,
3950         PGFAULT,
3951         PGMAJFAULT,
3952 };
3953
3954 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3955 {
3956         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3957         unsigned long memory, memsw;
3958         struct mem_cgroup *mi;
3959         unsigned int i;
3960
3961         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3962
3963         mem_cgroup_flush_stats();
3964
3965         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3966                 unsigned long nr;
3967
3968                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3969                         continue;
3970                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
3971                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
3972         }
3973
3974         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3975                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3976                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3977
3978         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3979                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3980                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3981                            PAGE_SIZE);
3982
3983         /* Hierarchical information */
3984         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3985         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3986                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3987                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3988         }
3989         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3990                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3991         if (do_memsw_account())
3992                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3993                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3994
3995         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3996                 unsigned long nr;
3997
3998                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3999                         continue;
4000                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4001                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4002                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4003         }
4004
4005         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4006                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4007                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4008                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4009
4010         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4011                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4012                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4013                            PAGE_SIZE);
4014
4015 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4016         {
4017                 pg_data_t *pgdat;
4018                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4019                 unsigned long anon_cost = 0;
4020                 unsigned long file_cost = 0;
4021
4022                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4023                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4024
4025                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4026                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4027                 }
4028                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4029                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4030         }
4031 #endif
4032
4033         return 0;
4034 }
4035
4036 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4037                                       struct cftype *cft)
4038 {
4039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4040
4041         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4042 }
4043
4044 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4045                                        struct cftype *cft, u64 val)
4046 {
4047         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4048
4049         if (val > 200)
4050                 return -EINVAL;
4051
4052         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4053                 memcg->swappiness = val;
4054         else
4055                 vm_swappiness = val;
4056
4057         return 0;
4058 }
4059
4060 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4061 {
4062         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4063         unsigned long usage;
4064         int i;
4065
4066         rcu_read_lock();
4067         if (!swap)
4068                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4069         else
4070                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4071
4072         if (!t)
4073                 goto unlock;
4074
4075         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4076
4077         /*
4078          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4079          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4080          * call of __mem_cgroup_threshold().
4081          */
4082         i = t->current_threshold;
4083
4084         /*
4085          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4086          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4087          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4088          * only one element of the array here.
4089          */
4090         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4091                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4092
4093         /* i = current_threshold + 1 */
4094         i++;
4095
4096         /*
4097          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4098          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4099          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4100          * only one element of the array here.
4101          */
4102         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4103                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4104
4105         /* Update current_threshold */
4106         t->current_threshold = i - 1;
4107 unlock:
4108         rcu_read_unlock();
4109 }
4110
4111 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4112 {
4113         while (memcg) {
4114                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4115                 if (do_memsw_account())
4116                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4117
4118                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4119         }
4120 }
4121
4122 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4123 {
4124         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4125         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4126
4127         if (_a->threshold > _b->threshold)
4128                 return 1;
4129
4130         if (_a->threshold < _b->threshold)
4131                 return -1;
4132
4133         return 0;
4134 }
4135
4136 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4137 {
4138         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4139
4140         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4141
4142         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4143                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4144
4145         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4146         return 0;
4147 }
4148
4149 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4150 {
4151         struct mem_cgroup *iter;
4152
4153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4154                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4155 }
4156
4157 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4158         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4159 {
4160         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4161         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4162         unsigned long threshold;
4163         unsigned long usage;
4164         int i, size, ret;
4165
4166         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4167         if (ret)
4168                 return ret;
4169
4170         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4171
4172         if (type == _MEM) {
4173                 thresholds = &memcg->thresholds;
4174                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4175         } else if (type == _MEMSWAP) {
4176                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4177                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4178         } else
4179                 BUG();
4180
4181         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4182         if (thresholds->primary)
4183                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4184
4185         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4186
4187         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4188         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4189         if (!new) {
4190                 ret = -ENOMEM;
4191                 goto unlock;
4192         }
4193         new->size = size;
4194
4195         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4196         if (thresholds->primary)
4197                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4198                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4199
4200         /* Add new threshold */
4201         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4202         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4203
4204         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4205         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4206                         compare_thresholds, NULL);
4207
4208         /* Find current threshold */
4209         new->current_threshold = -1;
4210         for (i = 0; i < size; i++) {
4211                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4212                         /*
4213                          * new->current_threshold will not be used until
4214                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4215                          * it here.
4216                          */
4217                         ++new->current_threshold;
4218                 } else
4219                         break;
4220         }
4221
4222         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4223         kfree(thresholds->spare);
4224         thresholds->spare = thresholds->primary;
4225
4226         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4227
4228         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4229         synchronize_rcu();
4230
4231 unlock:
4232         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4233
4234         return ret;
4235 }
4236
4237 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4238         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4239 {
4240         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4241 }
4242
4243 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4244         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4245 {
4246         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4247 }
4248
4249 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4250         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4251 {
4252         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4253         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4254         unsigned long usage;
4255         int i, j, size, entries;
4256
4257         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4258
4259         if (type == _MEM) {
4260                 thresholds = &memcg->thresholds;
4261                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4262         } else if (type == _MEMSWAP) {
4263                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4264                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4265         } else
4266                 BUG();
4267
4268         if (!thresholds->primary)
4269                 goto unlock;
4270
4271         /* Check if a threshold crossed before removing */
4272         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4273
4274         /* Calculate new number of threshold */
4275         size = entries = 0;
4276         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4277                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4278                         size++;
4279                 else
4280                         entries++;
4281         }
4282
4283         new = thresholds->spare;
4284
4285         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4286         if (!entries)
4287                 goto unlock;
4288
4289         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4290         if (!size) {
4291                 kfree(new);
4292                 new = NULL;
4293                 goto swap_buffers;
4294         }
4295
4296         new->size = size;
4297
4298         /* Copy thresholds and find current threshold */
4299         new->current_threshold = -1;
4300         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4301                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4302                         continue;
4303
4304                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4305                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4306                         /*
4307                          * new->current_threshold will not be used
4308                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4309                          * it here.
4310                          */
4311                         ++new->current_threshold;
4312                 }
4313                 j++;
4314         }
4315
4316 swap_buffers:
4317         /* Swap primary and spare array */
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         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4326         if (!new) {
4327                 kfree(thresholds->spare);
4328                 thresholds->spare = NULL;
4329         }
4330 unlock:
4331         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4332 }
4333
4334 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4335         struct eventfd_ctx *eventfd)
4336 {
4337         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4338 }
4339
4340 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4341         struct eventfd_ctx *eventfd)
4342 {
4343         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4344 }
4345
4346 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4347         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4348 {
4349         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4350
4351         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4352         if (!event)
4353                 return -ENOMEM;
4354
4355         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4356
4357         event->eventfd = eventfd;
4358         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4359
4360         /* already in OOM ? */
4361         if (memcg->under_oom)
4362                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4363         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4364
4365         return 0;
4366 }
4367
4368 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4369         struct eventfd_ctx *eventfd)
4370 {
4371         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4372
4373         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4374
4375         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4376                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4377                         list_del(&ev->list);
4378                         kfree(ev);
4379                 }
4380         }
4381
4382         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4383 }
4384
4385 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4388
4389         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4390         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4391         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4392                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4393         return 0;
4394 }
4395
4396 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4397         struct cftype *cft, u64 val)
4398 {
4399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4400
4401         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4402         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4403                 return -EINVAL;
4404
4405         memcg->oom_kill_disable = val;
4406         if (!val)
4407                 memcg_oom_recover(memcg);
4408
4409         return 0;
4410 }
4411
4412 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4413
4414 #include <trace/events/writeback.h>
4415
4416 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4417 {
4418         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4419 }
4420
4421 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4422 {
4423         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4424 }
4425
4426 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4427 {
4428         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4429 }
4430
4431 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4432 {
4433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4434
4435         if (!memcg->css.parent)
4436                 return NULL;
4437
4438         return &memcg->cgwb_domain;
4439 }
4440
4441 /**
4442  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4443  * @wb: bdi_writeback in question
4444  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4445  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4446  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4447  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4448  *
4449  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4450  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4451  * is a bit more involved.
4452  *
4453  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4454  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4455  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4456  * available memory in the system.  The caller should further cap
4457  * *@pheadroom accordingly.
4458  */
4459 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4460                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4461                          unsigned long *pwriteback)
4462 {
4463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4464         struct mem_cgroup *parent;
4465
4466         mem_cgroup_flush_stats();
4467
4468         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4469         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4470         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4471                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4472
4473         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4474         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4475                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4476                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4477                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4478
4479                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4480                 memcg = parent;
4481         }
4482 }
4483
4484 /*
4485  * Foreign dirty flushing
4486  *
4487  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4488  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4489  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4490  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4491  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4492  * different cgroups isn't a common use-case.
4493  *
4494  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4495  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4496  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4497  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4498  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4499  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4500  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4501  * make writeback of the dirty pages happen.
4502  *
4503  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4504  * severely throttled after making some progress after each
4505  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4506  * completely idle.
4507  *
4508  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4509  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4510  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4511  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4512  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4513  *
4514  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4515  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4516  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4517  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4518  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4519  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4520  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4521  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4522  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4523  *
4524  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4525  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4526  * records are lockless and racy.
4527  */
4528 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4529                                              struct bdi_writeback *wb)
4530 {
4531         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4532         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4533         u64 now = get_jiffies_64();
4534         u64 oldest_at = now;
4535         int oldest = -1;
4536         int i;
4537
4538         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4539
4540         /*
4541          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4542          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4543          * written out.
4544          */
4545         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4546                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4547                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4548                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4549                         break;
4550                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4551                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4552                         oldest = i;
4553                         oldest_at = frn->at;
4554                 }
4555         }
4556
4557         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4558                 /*
4559                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4560                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4561                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4562                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4563                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4564                  */
4565                 unsigned long update_intv =
4566                         min_t(unsigned long, HZ,
4567                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4568
4569                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4570                         frn->at = now;
4571         } else if (oldest >= 0) {
4572                 /* replace the oldest free one */
4573                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4574                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4575                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4576                 frn->at = now;
4577         }
4578 }
4579
4580 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4581 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4582 {
4583         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4584         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4585         u64 now = jiffies_64;
4586         int i;
4587
4588         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4589                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4590
4591                 /*
4592                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4593                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4594                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4595                  * already one in flight.
4596                  */
4597                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4598                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4599                         frn->at = 0;
4600                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4601                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4602                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4603                                                &frn->done);
4604                 }
4605         }
4606 }
4607
4608 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4609
4610 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4611 {
4612         return 0;
4613 }
4614
4615 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4616 {
4617 }
4618
4619 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4620 {
4621 }
4622
4623 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4624
4625 /*
4626  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4627  *
4628  * "cgroup.event_control" implementation.
4629  *
4630  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4631  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4632  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4633  *
4634  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4635  * possible.
4636  */
4637
4638 /*
4639  * Unregister event and free resources.
4640  *
4641  * Gets called from workqueue.
4642  */
4643 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4644 {
4645         struct mem_cgroup_event *event =
4646                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4647         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4648
4649         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4650
4651         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4652
4653         /* Notify userspace the event is going away. */
4654         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4655
4656         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4657         kfree(event);
4658         css_put(&memcg->css);
4659 }
4660
4661 /*
4662  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4663  *
4664  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4665  */
4666 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4667                             int sync, void *key)
4668 {
4669         struct mem_cgroup_event *event =
4670                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4671         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4672         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4673
4674         if (flags & EPOLLHUP) {
4675                 /*
4676                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4677                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4678                  * for us.
4679                  *
4680                  * We can't race against event freeing since the other
4681                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4682                  * which we hold.
4683                  */
4684                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4685                 if (!list_empty(&event->list)) {
4686                         list_del_init(&event->list);
4687                         /*
4688                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4689                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4690                          */
4691                         schedule_work(&event->remove);
4692                 }
4693                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4694         }
4695
4696         return 0;
4697 }
4698
4699 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4700                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4701 {
4702         struct mem_cgroup_event *event =
4703                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4704
4705         event->wqh = wqh;
4706         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4711  *
4712  * Parse input and register new cgroup event handler.
4713  *
4714  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4715  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4716  */
4717 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4718                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4719 {
4720         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4722         struct mem_cgroup_event *event;
4723         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4724         unsigned int efd, cfd;
4725         struct fd efile;
4726         struct fd cfile;
4727         const char *name;
4728         char *endp;
4729         int ret;
4730
4731         buf = strstrip(buf);
4732
4733         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4734         if (*endp != ' ')
4735                 return -EINVAL;
4736         buf = endp + 1;
4737
4738         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4739         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4740                 return -EINVAL;
4741         buf = endp + 1;
4742
4743         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4744         if (!event)
4745                 return -ENOMEM;
4746
4747         event->memcg = memcg;
4748         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4749         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4750         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4751         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4752
4753         efile = fdget(efd);
4754         if (!efile.file) {
4755                 ret = -EBADF;
4756                 goto out_kfree;
4757         }
4758
4759         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4760         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4761                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4762                 goto out_put_efile;
4763         }
4764
4765         cfile = fdget(cfd);
4766         if (!cfile.file) {
4767                 ret = -EBADF;
4768                 goto out_put_eventfd;
4769         }
4770
4771         /* the process need read permission on control file */
4772         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4773         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4774         if (ret < 0)
4775                 goto out_put_cfile;
4776
4777         /*
4778          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4779          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4780          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4781          * is for compatibility anyway.
4782          *
4783          * DO NOT ADD NEW FILES.
4784          */
4785         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4786
4787         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4788                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4789                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4790         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4791                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4792                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4793         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4794                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4795                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4796         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4797                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4798                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4799         } else {
4800                 ret = -EINVAL;
4801                 goto out_put_cfile;
4802         }
4803
4804         /*
4805          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4806          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4807          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4808          */
4809         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4810                                                &memory_cgrp_subsys);
4811         ret = -EINVAL;
4812         if (IS_ERR(cfile_css))
4813                 goto out_put_cfile;
4814         if (cfile_css != css) {
4815                 css_put(cfile_css);
4816                 goto out_put_cfile;
4817         }
4818
4819         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4820         if (ret)
4821                 goto out_put_css;
4822
4823         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4824
4825         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4826         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4827         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4828
4829         fdput(cfile);
4830         fdput(efile);
4831
4832         return nbytes;
4833
4834 out_put_css:
4835         css_put(css);
4836 out_put_cfile:
4837         fdput(cfile);
4838 out_put_eventfd:
4839         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4840 out_put_efile:
4841         fdput(efile);
4842 out_kfree:
4843         kfree(event);
4844
4845         return ret;
4846 }
4847
4848 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4849         {
4850                 .name = "usage_in_bytes",
4851                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4852                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4853         },
4854         {
4855                 .name = "max_usage_in_bytes",
4856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4857                 .write = mem_cgroup_reset,
4858                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4859         },
4860         {
4861                 .name = "limit_in_bytes",
4862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4863                 .write = mem_cgroup_write,
4864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4865         },
4866         {
4867                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4869                 .write = mem_cgroup_write,
4870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4871         },
4872         {
4873                 .name = "failcnt",
4874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4875                 .write = mem_cgroup_reset,
4876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4877         },
4878         {
4879                 .name = "stat",
4880                 .seq_show = memcg_stat_show,
4881         },
4882         {
4883                 .name = "force_empty",
4884                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4885         },
4886         {
4887                 .name = "use_hierarchy",
4888                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4889                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4890         },
4891         {
4892                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4893                 .write = memcg_write_event_control,
4894                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4895         },
4896         {
4897                 .name = "swappiness",
4898                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4899                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4900         },
4901         {
4902                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4903                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4904                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4905         },
4906         {
4907                 .name = "oom_control",
4908                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4909                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4910                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4911         },
4912         {
4913                 .name = "pressure_level",
4914         },
4915 #ifdef CONFIG_NUMA
4916         {
4917                 .name = "numa_stat",
4918                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4919         },
4920 #endif
4921         {
4922                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4924                 .write = mem_cgroup_write,
4925                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4926         },
4927         {
4928                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4930                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4931         },
4932         {
4933                 .name = "kmem.failcnt",
4934                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4935                 .write = mem_cgroup_reset,
4936                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4937         },
4938         {
4939                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4940                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4941                 .write = mem_cgroup_reset,
4942                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4943         },
4944 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4945         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4946         {
4947                 .name = "kmem.slabinfo",
4948                 .seq_show = memcg_slab_show,
4949         },
4950 #endif
4951         {
4952                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4954                 .write = mem_cgroup_write,
4955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4956         },
4957         {
4958                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4960                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4961         },
4962         {
4963                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4964                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4965                 .write = mem_cgroup_reset,
4966                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4967         },
4968         {
4969                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4970                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4971                 .write = mem_cgroup_reset,
4972                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4973         },
4974         { },    /* terminate */
4975 };
4976
4977 /*
4978  * Private memory cgroup IDR
4979  *
4980  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4981  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4982  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4983  * memory-controlled cgroups to 64k.
4984  *
4985  * However, there usually are many references to the offline CSS after
4986  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4987  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4988  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4989  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4990  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4991  *
4992  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4993  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4994  * when the CSS is offlined.
4995  *
4996  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4997  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4998  * those references are manageable from userspace.
4999  */
5000
5001 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5002
5003 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5004 {
5005         if (memcg->id.id > 0) {
5006                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5007                 memcg->id.id = 0;
5008         }
5009 }
5010
5011 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5012                                                   unsigned int n)
5013 {
5014         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5015 }
5016
5017 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5018 {
5019         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5020                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5021
5022                 /* Memcg ID pins CSS */
5023                 css_put(&memcg->css);
5024         }
5025 }
5026
5027 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5028 {
5029         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5030 }
5031
5032 /**
5033  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5034  * @id: the memcg id to look up
5035  *
5036  * Caller must hold rcu_read_lock().
5037  */
5038 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5039 {
5040         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5041         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5042 }
5043
5044 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5045 {
5046         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5047         int tmp = node;
5048         /*
5049          * This routine is called against possible nodes.
5050          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5051          *
5052          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5053          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5054          *       function.
5055          */
5056         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5057                 tmp = -1;
5058         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5059         if (!pn)
5060                 return 1;
5061
5062         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5063                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5064         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5065                 kfree(pn);
5066                 return 1;
5067         }
5068
5069         lruvec_init(&pn->lruvec);
5070         pn->usage_in_excess = 0;
5071         pn->on_tree = false;
5072         pn->memcg = memcg;
5073
5074         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5075         return 0;
5076 }
5077
5078 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5079 {
5080         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5081
5082         if (!pn)
5083                 return;
5084
5085         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5086         kfree(pn);
5087 }
5088
5089 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5090 {
5091         int node;
5092
5093         for_each_node(node)
5094                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5095         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5096         kfree(memcg);
5097 }
5098
5099 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5100 {
5101         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5102         __mem_cgroup_free(memcg);
5103 }
5104
5105 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5106 {
5107         struct mem_cgroup *memcg;
5108         unsigned int size;
5109         int node;
5110         int __maybe_unused i;
5111         long error = -ENOMEM;
5112
5113         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5114         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5115
5116         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5117         if (!memcg)
5118                 return ERR_PTR(error);
5119
5120         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5121                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5122                                  GFP_KERNEL);
5123         if (memcg->id.id < 0) {
5124                 error = memcg->id.id;
5125                 goto fail;
5126         }
5127
5128         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5129                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5130         if (!memcg->vmstats_percpu)
5131                 goto fail;
5132
5133         for_each_node(node)
5134                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5135                         goto fail;
5136
5137         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5138                 goto fail;
5139
5140         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5141         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5142         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5143         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5144         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5145         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5146         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5147         memcg->socket_pressure = jiffies;
5148 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5149         memcg->kmemcg_id = -1;
5150         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5151 #endif
5152 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5153         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5154         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5155                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5156                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5157 #endif
5158 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5159         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5160         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5161         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5162 #endif
5163         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5164         return memcg;
5165 fail:
5166         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5167         __mem_cgroup_free(memcg);
5168         return ERR_PTR(error);
5169 }
5170
5171 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5172 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5173 {
5174         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5175         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5176         long error = -ENOMEM;
5177
5178         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5179         memcg = mem_cgroup_alloc();
5180         set_active_memcg(old_memcg);
5181         if (IS_ERR(memcg))
5182                 return ERR_CAST(memcg);
5183
5184         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5185         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5186         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5187         if (parent) {
5188                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5189                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5190
5191                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5192                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5193                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5194                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5195         } else {
5196                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5197                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5198                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5199                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5200
5201                 root_mem_cgroup = memcg;
5202                 return &memcg->css;
5203         }
5204
5205         /* The following stuff does not apply to the root */
5206         error = memcg_online_kmem(memcg);
5207         if (error)
5208                 goto fail;
5209
5210         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5211                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5212
5213         return &memcg->css;
5214 fail:
5215         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5216         mem_cgroup_free(memcg);
5217         return ERR_PTR(error);
5218 }
5219
5220 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5221 {
5222         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5223
5224         /*
5225          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5226          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5227          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5228          */
5229         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5230                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5231                 return -ENOMEM;
5232         }
5233
5234         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5235         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5236         css_get(css);
5237
5238         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5239                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5240                                    2UL*HZ);
5241         return 0;
5242 }
5243
5244 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5245 {
5246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5247         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5248
5249         /*
5250          * Unregister events and notify userspace.
5251          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5252          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5253          */
5254         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5255         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5256                 list_del_init(&event->list);
5257                 schedule_work(&event->remove);
5258         }
5259         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5260
5261         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5262         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5263
5264         memcg_offline_kmem(memcg);
5265         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5266         wb_memcg_offline(memcg);
5267
5268         drain_all_stock(memcg);
5269
5270         mem_cgroup_id_put(memcg);
5271 }
5272
5273 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5274 {
5275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5276
5277         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5278 }
5279
5280 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5281 {
5282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5283         int __maybe_unused i;
5284
5285 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5286         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5287                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5288 #endif
5289         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5290                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5291
5292         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5293                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5294
5295         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5296         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5297         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5298         free_shrinker_info(memcg);
5299
5300         /* Need to offline kmem if online_css() fails */
5301         memcg_offline_kmem(memcg);
5302         mem_cgroup_free(memcg);
5303 }
5304
5305 /**
5306  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5307  * @css: the target css
5308  *
5309  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5310  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5311  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5312  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5313  * made visible again.
5314  *
5315  * The current implementation only resets the essential configurations.
5316  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5317  */
5318 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5319 {
5320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5321
5322         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5323         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5324         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5325         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5326         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5327         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5328         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5329         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5330         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5331         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5332 }
5333
5334 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5335 {
5336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5337         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5338         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5339         long delta, v;
5340         int i, nid;
5341
5342         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5343
5344         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5345                 /*
5346                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5347                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5348                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5349                  */
5350                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5351                 if (delta)
5352                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5353
5354                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5355                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5356                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5357                         delta += v - statc->state_prev[i];
5358                         statc->state_prev[i] = v;
5359                 }
5360
5361                 if (!delta)
5362                         continue;
5363
5364                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5365                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5366                 if (parent)
5367                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5368         }
5369
5370         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5371                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5372                 if (delta)
5373                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5374
5375                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5376                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5377                         delta += v - statc->events_prev[i];
5378                         statc->events_prev[i] = v;
5379                 }
5380
5381                 if (!delta)
5382                         continue;
5383
5384                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5385                 if (parent)
5386                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5387         }
5388
5389         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5390                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5391                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5392                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5393
5394                 if (parent)
5395                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5396
5397                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5398
5399                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5400                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5401                         if (delta)
5402                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5403
5404                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5405                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5406                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5407                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5408                         }
5409
5410                         if (!delta)
5411                                 continue;
5412
5413                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5414                         if (ppn)
5415                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5416                 }
5417         }
5418 }
5419
5420 #ifdef CONFIG_MMU
5421 /* Handlers for move charge at task migration. */
5422 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5423 {
5424         int ret;
5425
5426         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5427         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5428         if (!ret) {
5429                 mc.precharge += count;
5430                 return ret;
5431         }
5432
5433         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5434         while (count--) {
5435                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5436                 if (ret)
5437                         return ret;
5438                 mc.precharge++;
5439                 cond_resched();
5440         }
5441         return 0;
5442 }
5443
5444 union mc_target {
5445         struct page     *page;
5446         swp_entry_t     ent;
5447 };
5448
5449 enum mc_target_type {
5450         MC_TARGET_NONE = 0,
5451         MC_TARGET_PAGE,
5452         MC_TARGET_SWAP,
5453         MC_TARGET_DEVICE,
5454 };
5455
5456 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5457                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5458 {
5459         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5460
5461         if (!page || !page_mapped(page))
5462                 return NULL;
5463         if (PageAnon(page)) {
5464                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5465                         return NULL;
5466         } else {
5467                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5468                         return NULL;
5469         }
5470         if (!get_page_unless_zero(page))
5471                 return NULL;
5472
5473         return page;
5474 }
5475
5476 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5477 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5478                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5479 {
5480         struct page *page = NULL;
5481         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5482
5483         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5484                 return NULL;
5485
5486         /*
5487          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5488          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5489          * as special swap entry in the CPU page table.
5490          */
5491         if (is_device_private_entry(ent)) {
5492                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5493                 /*
5494                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5495                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5496                  */
5497                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5498                         return NULL;
5499                 return page;
5500         }
5501
5502         if (non_swap_entry(ent))
5503                 return NULL;
5504
5505         /*
5506          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5507          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5508          */
5509         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5510         entry->val = ent.val;
5511
5512         return page;
5513 }
5514 #else
5515 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5516                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5517 {
5518         return NULL;
5519 }
5520 #endif
5521
5522 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5523                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5524 {
5525         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5526                 return NULL;
5527         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5528                 return NULL;
5529
5530         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5531         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5532         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5533                         linear_page_index(vma, addr));
5534 }
5535
5536 /**
5537  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5538  * @page: the page
5539  * @compound: charge the page as compound or small page
5540  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5541  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5542  *
5543  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5544  *
5545  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5546  * from old cgroup.
5547  */
5548 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5549                                    bool compound,
5550                                    struct mem_cgroup *from,
5551                                    struct mem_cgroup *to)
5552 {
5553         struct folio *folio = page_folio(page);
5554         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5555         struct pglist_data *pgdat;
5556         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5557         int nid, ret;
5558
5559         VM_BUG_ON(from == to);
5560         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5561         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_multi(folio));
5562
5563         /*
5564          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5565          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5566          */
5567         ret = -EBUSY;
5568         if (!folio_trylock(folio))
5569                 goto out;
5570
5571         ret = -EINVAL;
5572         if (folio_memcg(folio) != from)
5573                 goto out_unlock;
5574
5575         pgdat = folio_pgdat(folio);
5576         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5577         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5578
5579         folio_memcg_lock(folio);
5580
5581         if (folio_test_anon(folio)) {
5582                 if (folio_mapped(folio)) {
5583                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5584                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5585                         if (folio_test_transhuge(folio)) {
5586                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5587                                                    -nr_pages);
5588                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5589                                                    nr_pages);
5590                         }
5591                 }
5592         } else {
5593                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5594                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5595
5596                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5597                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5598                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5599                 }
5600
5601                 if (folio_mapped(folio)) {
5602                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5603                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5604                 }
5605
5606                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5607                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5608
5609                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5610                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5611                                                    -nr_pages);
5612                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5613                                                    nr_pages);
5614                         }
5615                 }
5616         }
5617
5618         if (folio_test_writeback(folio)) {
5619                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5620                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5621         }
5622
5623         /*
5624          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5625          *
5626          * It is safe to change page's memcg here because the page
5627          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5628          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5629          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5630          *
5631          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5632          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5633          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5634          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5635          */
5636         smp_mb();
5637
5638         css_get(&to->css);
5639         css_put(&from->css);
5640
5641         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
5642
5643         __folio_memcg_unlock(from);
5644
5645         ret = 0;
5646         nid = folio_nid(folio);
5647
5648         local_irq_disable();
5649         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
5650         memcg_check_events(to, nid);
5651         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
5652         memcg_check_events(from, nid);
5653         local_irq_enable();
5654 out_unlock:
5655         folio_unlock(folio);
5656 out:
5657         return ret;
5658 }
5659
5660 /**
5661  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5662  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5663  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5664  * @ptent: the pte to be checked
5665  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5666  *
5667  * Returns
5668  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5669  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5670  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5671  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5672  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5673  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5674  *     in target->ent.
5675  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5676  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5677  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5678  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5679  *     regular page.
5680  *
5681  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5682  *
5683  * Called with pte lock held.
5684  */
5685
5686 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5687                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5688 {
5689         struct page *page = NULL;
5690         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5691         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5692
5693         if (pte_present(ptent))
5694                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5695         else if (is_swap_pte(ptent))
5696                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5697         else if (pte_none(ptent))
5698                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
5699
5700         if (!page && !ent.val)
5701                 return ret;
5702         if (page) {
5703                 /*
5704                  * Do only loose check w/o serialization.
5705                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5706                  * not under LRU exclusion.
5707                  */
5708                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5709                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5710                         if (is_device_private_page(page))
5711                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5712                         if (target)
5713                                 target->page = page;
5714                 }
5715                 if (!ret || !target)
5716                         put_page(page);
5717         }
5718         /*
5719          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5720          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5721          */
5722         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5723             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5724                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5725                 if (target)
5726                         target->ent = ent;
5727         }
5728         return ret;
5729 }
5730
5731 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5732 /*
5733  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5734  * not support them for now.
5735  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5736  */
5737 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5738                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5739 {
5740         struct page *page = NULL;
5741         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5742
5743         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5744                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5745                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5746                 return ret;
5747         }
5748         page = pmd_page(pmd);
5749         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5750         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5751                 return ret;
5752         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5753                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5754                 if (target) {
5755                         get_page(page);
5756                         target->page = page;
5757                 }
5758         }
5759         return ret;
5760 }
5761 #else
5762 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5763                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5764 {
5765         return MC_TARGET_NONE;
5766 }
5767 #endif
5768
5769 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5770                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5771                                         struct mm_walk *walk)
5772 {
5773         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5774         pte_t *pte;
5775         spinlock_t *ptl;
5776
5777         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5778         if (ptl) {
5779                 /*
5780                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5781                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5782                  * this might change.
5783                  */
5784                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5785                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5786                 spin_unlock(ptl);
5787                 return 0;
5788         }
5789
5790         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5791                 return 0;
5792         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5793         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5794                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5795                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5796         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5797         cond_resched();
5798
5799         return 0;
5800 }
5801
5802 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5803         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5804 };
5805
5806 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5807 {
5808         unsigned long precharge;
5809
5810         mmap_read_lock(mm);
5811         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5812         mmap_read_unlock(mm);
5813
5814         precharge = mc.precharge;
5815         mc.precharge = 0;
5816
5817         return precharge;
5818 }
5819
5820 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5821 {
5822         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5823
5824         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5825         mc.moving_task = current;
5826         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5827 }
5828
5829 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5830 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5831 {
5832         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5833         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5834
5835         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5836         if (mc.precharge) {
5837                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5838                 mc.precharge = 0;
5839         }
5840         /*
5841          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5842          * we must uncharge here.
5843          */
5844         if (mc.moved_charge) {
5845                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5846                 mc.moved_charge = 0;
5847         }
5848         /* we must fixup refcnts and charges */
5849         if (mc.moved_swap) {
5850                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5851                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5852                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5853
5854                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5855
5856                 /*
5857                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5858                  * should uncharge to->memory.
5859                  */
5860                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5861                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5862
5863                 mc.moved_swap = 0;
5864         }
5865         memcg_oom_recover(from);
5866         memcg_oom_recover(to);
5867         wake_up_all(&mc.waitq);
5868 }
5869
5870 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5871 {
5872         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5873
5874         /*
5875          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5876          * task migration.
5877          */
5878         mc.moving_task = NULL;
5879         __mem_cgroup_clear_mc();
5880         spin_lock(&mc.lock);
5881         mc.from = NULL;
5882         mc.to = NULL;
5883         mc.mm = NULL;
5884         spin_unlock(&mc.lock);
5885
5886         mmput(mm);
5887 }
5888
5889 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5890 {
5891         struct cgroup_subsys_state *css;
5892         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5893         struct mem_cgroup *from;
5894         struct task_struct *leader, *p;
5895         struct mm_struct *mm;
5896         unsigned long move_flags;
5897         int ret = 0;
5898
5899         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5900         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5901                 return 0;
5902
5903         /*
5904          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5905          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5906          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5907          * multiple.
5908          */
5909         p = NULL;
5910         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5911                 WARN_ON_ONCE(p);
5912                 p = leader;
5913                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5914         }
5915         if (!p)
5916                 return 0;
5917
5918         /*
5919          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5920          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5921          * So we need to save it, and keep it going.
5922          */
5923         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5924         if (!move_flags)
5925                 return 0;
5926
5927         from = mem_cgroup_from_task(p);
5928
5929         VM_BUG_ON(from == memcg);
5930
5931         mm = get_task_mm(p);
5932         if (!mm)
5933                 return 0;
5934         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5935         if (mm->owner == p) {
5936                 VM_BUG_ON(mc.from);
5937                 VM_BUG_ON(mc.to);
5938                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5939                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5940                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5941
5942                 spin_lock(&mc.lock);
5943                 mc.mm = mm;
5944                 mc.from = from;
5945                 mc.to = memcg;
5946                 mc.flags = move_flags;
5947                 spin_unlock(&mc.lock);
5948                 /* We set mc.moving_task later */
5949
5950                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5951                 if (ret)
5952                         mem_cgroup_clear_mc();
5953         } else {
5954                 mmput(mm);
5955         }
5956         return ret;
5957 }
5958
5959 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5960 {
5961         if (mc.to)
5962                 mem_cgroup_clear_mc();
5963 }
5964
5965 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5966                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5967                                 struct mm_walk *walk)
5968 {
5969         int ret = 0;
5970         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5971         pte_t *pte;
5972         spinlock_t *ptl;
5973         enum mc_target_type target_type;
5974         union mc_target target;
5975         struct page *page;
5976
5977         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5978         if (ptl) {
5979                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5980                         spin_unlock(ptl);
5981                         return 0;
5982                 }
5983                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5984                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5985                         page = target.page;
5986                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5987                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5988                                                              mc.from, mc.to)) {
5989                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5990                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5991                                 }
5992                                 putback_lru_page(page);
5993                         }
5994                         put_page(page);
5995                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5996                         page = target.page;
5997                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5998                                                      mc.from, mc.to)) {
5999                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6000                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6001                         }
6002                         put_page(page);
6003                 }
6004                 spin_unlock(ptl);
6005                 return 0;
6006         }
6007
6008         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6009                 return 0;
6010 retry:
6011         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6012         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6013                 pte_t ptent = *(pte++);
6014                 bool device = false;
6015                 swp_entry_t ent;
6016
6017                 if (!mc.precharge)
6018                         break;
6019
6020                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6021                 case MC_TARGET_DEVICE:
6022                         device = true;
6023                         fallthrough;
6024                 case MC_TARGET_PAGE:
6025                         page = target.page;
6026                         /*
6027                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6028                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6029                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6030                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6031                          */
6032                         if (PageTransCompound(page))
6033                                 goto put;
6034                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6035                                 goto put;
6036                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6037                                                 mc.from, mc.to)) {
6038                                 mc.precharge--;
6039                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6040                                 mc.moved_charge++;
6041                         }
6042                         if (!device)
6043                                 putback_lru_page(page);
6044 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6045                         put_page(page);
6046                         break;
6047                 case MC_TARGET_SWAP:
6048                         ent = target.ent;
6049                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6050                                 mc.precharge--;
6051                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6052                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6053                                 mc.moved_swap++;
6054                         }
6055                         break;
6056                 default:
6057                         break;
6058                 }
6059         }
6060         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6061         cond_resched();
6062
6063         if (addr != end) {
6064                 /*
6065                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6066                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6067                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6068                  * phase.
6069                  */
6070                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6071                 if (!ret)
6072                         goto retry;
6073         }
6074
6075         return ret;
6076 }
6077
6078 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6079         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6080 };
6081
6082 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6083 {
6084         lru_add_drain_all();
6085         /*
6086          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6087          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6088          * for already started RCU-only updates to finish.
6089          */
6090         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6091         synchronize_rcu();
6092 retry:
6093         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6094                 /*
6095                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6096                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6097                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6098                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6099                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6100                  */
6101                 __mem_cgroup_clear_mc();
6102                 cond_resched();
6103                 goto retry;
6104         }
6105         /*
6106          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6107          * additional charge, the page walk just aborts.
6108          */
6109         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6110                         NULL);
6111
6112         mmap_read_unlock(mc.mm);
6113         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6114 }
6115
6116 static void mem_cgroup_move_task(void)
6117 {
6118         if (mc.to) {
6119                 mem_cgroup_move_charge();
6120                 mem_cgroup_clear_mc();
6121         }
6122 }
6123 #else   /* !CONFIG_MMU */
6124 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6125 {
6126         return 0;
6127 }
6128 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6129 {
6130 }
6131 static void mem_cgroup_move_task(void)
6132 {
6133 }
6134 #endif
6135
6136 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6137 {
6138         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6139                 seq_puts(m, "max\n");
6140         else
6141                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6142
6143         return 0;
6144 }
6145
6146 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6147                                struct cftype *cft)
6148 {
6149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6150
6151         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6152 }
6153
6154 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6155 {
6156         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6157                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6158 }
6159
6160 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6161                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6162 {
6163         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6164         unsigned long min;
6165         int err;
6166
6167         buf = strstrip(buf);
6168         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6169         if (err)
6170                 return err;
6171
6172         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6173
6174         return nbytes;
6175 }
6176
6177 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6178 {
6179         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6180                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6181 }
6182
6183 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6184                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6185 {
6186         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6187         unsigned long low;
6188         int err;
6189
6190         buf = strstrip(buf);
6191         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6192         if (err)
6193                 return err;
6194
6195         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6196
6197         return nbytes;
6198 }
6199
6200 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6201 {
6202         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6203                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6204 }
6205
6206 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6207                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6208 {
6209         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6210         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6211         bool drained = false;
6212         unsigned long high;
6213         int err;
6214
6215         buf = strstrip(buf);
6216         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6217         if (err)
6218                 return err;
6219
6220         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6221
6222         for (;;) {
6223                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6224                 unsigned long reclaimed;
6225
6226                 if (nr_pages <= high)
6227                         break;
6228
6229                 if (signal_pending(current))
6230                         break;
6231
6232                 if (!drained) {
6233                         drain_all_stock(memcg);
6234                         drained = true;
6235                         continue;
6236                 }
6237
6238                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6239                                                          GFP_KERNEL, true);
6240
6241                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6242                         break;
6243         }
6244
6245         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6246         return nbytes;
6247 }
6248
6249 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6250 {
6251         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6252                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6253 }
6254
6255 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6256                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6257 {
6258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6259         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6260         bool drained = false;
6261         unsigned long max;
6262         int err;
6263
6264         buf = strstrip(buf);
6265         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6266         if (err)
6267                 return err;
6268
6269         xchg(&memcg->memory.max, max);
6270
6271         for (;;) {
6272                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6273
6274                 if (nr_pages <= max)
6275                         break;
6276
6277                 if (signal_pending(current))
6278                         break;
6279
6280                 if (!drained) {
6281                         drain_all_stock(memcg);
6282                         drained = true;
6283                         continue;
6284                 }
6285
6286                 if (nr_reclaims) {
6287                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6288                                                           GFP_KERNEL, true))
6289                                 nr_reclaims--;
6290                         continue;
6291                 }
6292
6293                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6294                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6295                         break;
6296         }
6297
6298         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6299         return nbytes;
6300 }
6301
6302 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6303 {
6304         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6305         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6306         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6307         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6308         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6309                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6310 }
6311
6312 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6313 {
6314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6315
6316         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6317         return 0;
6318 }
6319
6320 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6321 {
6322         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6323
6324         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6325         return 0;
6326 }
6327
6328 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6329 {
6330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6331         char *buf;
6332
6333         buf = memory_stat_format(memcg);
6334         if (!buf)
6335                 return -ENOMEM;
6336         seq_puts(m, buf);
6337         kfree(buf);
6338         return 0;
6339 }
6340
6341 #ifdef CONFIG_NUMA
6342 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6343                                                      int item)
6344 {
6345         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6346 }
6347
6348 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6349 {
6350         int i;
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6352
6353         mem_cgroup_flush_stats();
6354
6355         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6356                 int nid;
6357
6358                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6359                         continue;
6360
6361                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6362                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6363                         u64 size;
6364                         struct lruvec *lruvec;
6365
6366                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6367                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6368                                                         memory_stats[i].idx);
6369                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6370                 }
6371                 seq_putc(m, '\n');
6372         }
6373
6374         return 0;
6375 }
6376 #endif
6377
6378 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6379 {
6380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6381
6382         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6383
6384         return 0;
6385 }
6386
6387 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6388                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6389 {
6390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6391         int ret, oom_group;
6392
6393         buf = strstrip(buf);
6394         if (!buf)
6395                 return -EINVAL;
6396
6397         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6398         if (ret)
6399                 return ret;
6400
6401         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6402                 return -EINVAL;
6403
6404         memcg->oom_group = oom_group;
6405
6406         return nbytes;
6407 }
6408
6409 static struct cftype memory_files[] = {
6410         {
6411                 .name = "current",
6412                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6413                 .read_u64 = memory_current_read,
6414         },
6415         {
6416                 .name = "min",
6417                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6418                 .seq_show = memory_min_show,
6419                 .write = memory_min_write,
6420         },
6421         {
6422                 .name = "low",
6423                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6424                 .seq_show = memory_low_show,
6425                 .write = memory_low_write,
6426         },
6427         {
6428                 .name = "high",
6429                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6430                 .seq_show = memory_high_show,
6431                 .write = memory_high_write,
6432         },
6433         {
6434                 .name = "max",
6435                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6436                 .seq_show = memory_max_show,
6437                 .write = memory_max_write,
6438         },
6439         {
6440                 .name = "events",
6441                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6442                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6443                 .seq_show = memory_events_show,
6444         },
6445         {
6446                 .name = "events.local",
6447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6448                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6449                 .seq_show = memory_events_local_show,
6450         },
6451         {
6452                 .name = "stat",
6453                 .seq_show = memory_stat_show,
6454         },
6455 #ifdef CONFIG_NUMA
6456         {
6457                 .name = "numa_stat",
6458                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6459         },
6460 #endif
6461         {
6462                 .name = "oom.group",
6463                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6464                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6465                 .write = memory_oom_group_write,
6466         },
6467         { }     /* terminate */
6468 };
6469
6470 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6471         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6472         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6473         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6474         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6475         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6476         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6477         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6478         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6479         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6480         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6481         .dfl_cftypes = memory_files,
6482         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6483         .early_init = 0,
6484 };
6485
6486 /*
6487  * This function calculates an individual cgroup's effective
6488  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6489  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6490  * distribution in the tree.
6491  *
6492  * The following rules apply to the effective protection values:
6493  *
6494  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6495  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6496  *
6497  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6498  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6499  *    parent's effective protection.
6500  *
6501  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6502  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6503  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6504  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6505  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6506  *
6507  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6508  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6509  *    the unused remainder is available to its siblings.
6510  *
6511  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6512  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6513  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6514  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6515  *
6516  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6517  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6518  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6519  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6520  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6521  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6522  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6523  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6524  *
6525  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6526  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6527  * neighboring subtrees.
6528  */
6529 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6530                                           unsigned long parent_usage,
6531                                           unsigned long setting,
6532                                           unsigned long parent_effective,
6533                                           unsigned long siblings_protected)
6534 {
6535         unsigned long protected;
6536         unsigned long ep;
6537
6538         protected = min(usage, setting);
6539         /*
6540          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6541          * protection then what the parent affords them, distribute
6542          * shares in proportion to utilization.
6543          *
6544          * We are using actual utilization rather than the statically
6545          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6546          * but unused protection is available to siblings that would
6547          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6548          */
6549         if (siblings_protected > parent_effective)
6550                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6551
6552         /*
6553          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6554          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6555          * and utilizes is effectively protected.
6556          *
6557          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6558          * will apply pressure in proportion to that amount.
6559          *
6560          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6561          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6562          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6563          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6564          * protection is always dependent on how memory is actually
6565          * consumed among the siblings anyway.
6566          */
6567         ep = protected;
6568
6569         /*
6570          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6571          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6572          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6573          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6574          * other compete freely over the allowance, but they are
6575          * collectively protected from neighboring trees.
6576          *
6577          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6578          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6579          * the same bytes twice.
6580          *
6581          * Check both usage and parent_usage against the respective
6582          * protected values. One should imply the other, but they
6583          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6584          */
6585         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6586                 return ep;
6587         if (parent_effective > siblings_protected &&
6588             parent_usage > siblings_protected &&
6589             usage > protected) {
6590                 unsigned long unclaimed;
6591
6592                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6593                 unclaimed *= usage - protected;
6594                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6595
6596                 ep += unclaimed;
6597         }
6598
6599         return ep;
6600 }
6601
6602 /**
6603  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6604  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6605  * @memcg: the memory cgroup to check
6606  *
6607  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6608  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6609  */
6610 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6611                                      struct mem_cgroup *memcg)
6612 {
6613         unsigned long usage, parent_usage;
6614         struct mem_cgroup *parent;
6615
6616         if (mem_cgroup_disabled())
6617                 return;
6618
6619         if (!root)
6620                 root = root_mem_cgroup;
6621
6622         /*
6623          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6624          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6625          * details.
6626          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6627          * that special casing.
6628          */
6629         if (memcg == root)
6630                 return;
6631
6632         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6633         if (!usage)
6634                 return;
6635
6636         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6637         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6638         if (!parent)
6639                 return;
6640
6641         if (parent == root) {
6642                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6643                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6644                 return;
6645         }
6646
6647         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6648
6649         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6650                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6651                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6652                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6653
6654         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6655                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6656                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6657                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6658 }
6659
6660 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
6661                         gfp_t gfp)
6662 {
6663         long nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6664         int ret;
6665
6666         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6667         if (ret)
6668                 goto out;
6669
6670         css_get(&memcg->css);
6671         commit_charge(folio, memcg);
6672
6673         local_irq_disable();
6674         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6675         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
6676         local_irq_enable();
6677 out:
6678         return ret;
6679 }
6680
6681 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
6682 {
6683         struct mem_cgroup *memcg;
6684         int ret;
6685
6686         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6687         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6688         css_put(&memcg->css);
6689
6690         return ret;
6691 }
6692
6693 /**
6694  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6695  * @page: page to charge
6696  * @mm: mm context of the victim
6697  * @gfp: reclaim mode
6698  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6699  *
6700  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6701  * adding the page to the swapcache.
6702  *
6703  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6704  */
6705 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6706                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6707 {
6708         struct folio *folio = page_folio(page);
6709         struct mem_cgroup *memcg;
6710         unsigned short id;
6711         int ret;
6712
6713         if (mem_cgroup_disabled())
6714                 return 0;
6715
6716         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6717         rcu_read_lock();
6718         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6719         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6720                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6721         rcu_read_unlock();
6722
6723         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6724
6725         css_put(&memcg->css);
6726         return ret;
6727 }
6728
6729 /*
6730  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6731  * @entry: swap entry for which the page is charged
6732  *
6733  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6734  *
6735  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6736  * is order 0 page.
6737  */
6738 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6739 {
6740         /*
6741          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6742          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6743          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6744          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6745          * the entire time.
6746          *
6747          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6748          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6749          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6750          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6751          */
6752         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6753                 /*
6754                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6755                  * let's not wait for it.  The page already received a
6756                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6757                  */
6758                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6759         }
6760 }
6761
6762 struct uncharge_gather {
6763         struct mem_cgroup *memcg;
6764         unsigned long nr_memory;
6765         unsigned long pgpgout;
6766         unsigned long nr_kmem;
6767         int nid;
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 (ug->nr_memory) {
6780                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6781                 if (do_memsw_account())
6782                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
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_memory);
6791         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
6792         local_irq_restore(flags);
6793
6794         /* drop reference from uncharge_folio */
6795         css_put(&ug->memcg->css);
6796 }
6797
6798 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
6799 {
6800         long nr_pages;
6801         struct mem_cgroup *memcg;
6802         struct obj_cgroup *objcg;
6803         bool use_objcg = folio_memcg_kmem(folio);
6804
6805         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
6806
6807         /*
6808          * Nobody should be changing or seriously looking at
6809          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
6810          * exclusive access to the folio.
6811          */
6812         if (use_objcg) {
6813                 objcg = __folio_objcg(folio);
6814                 /*
6815                  * This get matches the put at the end of the function and
6816                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6817                  */
6818                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6819         } else {
6820                 memcg = __folio_memcg(folio);
6821         }
6822
6823         if (!memcg)
6824                 return;
6825
6826         if (ug->memcg != memcg) {
6827                 if (ug->memcg) {
6828                         uncharge_batch(ug);
6829                         uncharge_gather_clear(ug);
6830                 }
6831                 ug->memcg = memcg;
6832                 ug->nid = folio_nid(folio);
6833
6834                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6835                 css_get(&memcg->css);
6836         }
6837
6838         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6839
6840         if (use_objcg) {
6841                 ug->nr_memory += nr_pages;
6842                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6843
6844                 folio->memcg_data = 0;
6845                 obj_cgroup_put(objcg);
6846         } else {
6847                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6848                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6849                         ug->nr_memory += nr_pages;
6850                 ug->pgpgout++;
6851
6852                 folio->memcg_data = 0;
6853         }
6854
6855         css_put(&memcg->css);
6856 }
6857
6858 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
6859 {
6860         struct uncharge_gather ug;
6861
6862         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
6863         if (!folio_memcg(folio))
6864                 return;
6865
6866         uncharge_gather_clear(&ug);
6867         uncharge_folio(folio, &ug);
6868         uncharge_batch(&ug);
6869 }
6870
6871 /**
6872  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6873  * @page_list: list of pages to uncharge
6874  *
6875  * Uncharge a list of pages previously charged with
6876  * __mem_cgroup_charge().
6877  */
6878 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6879 {
6880         struct uncharge_gather ug;
6881         struct folio *folio;
6882
6883         uncharge_gather_clear(&ug);
6884         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
6885                 uncharge_folio(folio, &ug);
6886         if (ug.memcg)
6887                 uncharge_batch(&ug);
6888 }
6889
6890 /**
6891  * mem_cgroup_migrate - Charge a folio's replacement.
6892  * @old: Currently circulating folio.
6893  * @new: Replacement folio.
6894  *
6895  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
6896  * be uncharged upon free.
6897  *
6898  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
6899  */
6900 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
6901 {
6902         struct mem_cgroup *memcg;
6903         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
6904         unsigned long flags;
6905
6906         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
6907         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
6908         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
6909         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
6910
6911         if (mem_cgroup_disabled())
6912                 return;
6913
6914         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
6915         if (folio_memcg(new))
6916                 return;
6917
6918         memcg = folio_memcg(old);
6919         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
6920         if (!memcg)
6921                 return;
6922
6923         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6924         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6925                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6926                 if (do_memsw_account())
6927                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6928         }
6929
6930         css_get(&memcg->css);
6931         commit_charge(new, memcg);
6932
6933         local_irq_save(flags);
6934         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6935         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
6936         local_irq_restore(flags);
6937 }
6938
6939 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6940 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6941
6942 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6943 {
6944         struct mem_cgroup *memcg;
6945
6946         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6947                 return;
6948
6949         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6950         if (in_interrupt())
6951                 return;
6952
6953         rcu_read_lock();
6954         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6955         if (memcg == root_mem_cgroup)
6956                 goto out;
6957         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6958                 goto out;
6959         if (css_tryget(&memcg->css))
6960                 sk->sk_memcg = memcg;
6961 out:
6962         rcu_read_unlock();
6963 }
6964
6965 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6966 {
6967         if (sk->sk_memcg)
6968                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6969 }
6970
6971 /**
6972  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6973  * @memcg: memcg to charge
6974  * @nr_pages: number of pages to charge
6975  * @gfp_mask: reclaim mode
6976  *
6977  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6978  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
6979  */
6980 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
6981                              gfp_t gfp_mask)
6982 {
6983         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6984                 struct page_counter *fail;
6985
6986                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6987                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6988                         return true;
6989                 }
6990                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6991                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
6992                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6993                         return true;
6994                 }
6995                 return false;
6996         }
6997
6998         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
6999                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7000                 return true;
7001         }
7002
7003         return false;
7004 }
7005
7006 /**
7007  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7008  * @memcg: memcg to uncharge
7009  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7010  */
7011 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7012 {
7013         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7014                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7015                 return;
7016         }
7017
7018         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7019
7020         refill_stock(memcg, nr_pages);
7021 }
7022
7023 static int __init cgroup_memory(char *s)
7024 {
7025         char *token;
7026
7027         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7028                 if (!*token)
7029                         continue;
7030                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7031                         cgroup_memory_nosocket = true;
7032                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7033                         cgroup_memory_nokmem = true;
7034         }
7035         return 0;
7036 }
7037 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7038
7039 /*
7040  * subsys_initcall() for memory controller.
7041  *
7042  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7043  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7044  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7045  * should be initialized from here.
7046  */
7047 static int __init mem_cgroup_init(void)
7048 {
7049         int cpu, node;
7050
7051         /*
7052          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7053          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7054          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7055          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7056          */
7057         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7058
7059         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7060                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7061
7062         for_each_possible_cpu(cpu)
7063                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7064                           drain_local_stock);
7065
7066         for_each_node(node) {
7067                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7068
7069                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7070                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7071
7072                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7073                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7074                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7075                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7076         }
7077
7078         return 0;
7079 }
7080 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7081
7082 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7083 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7084 {
7085         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7086                 /*
7087                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7088                  * always be >= 1.
7089                  */
7090                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7091                         VM_BUG_ON(1);
7092                         break;
7093                 }
7094                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7095                 if (!memcg)
7096                         memcg = root_mem_cgroup;
7097         }
7098         return memcg;
7099 }
7100
7101 /**
7102  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7103  * @page: page whose memsw charge to transfer
7104  * @entry: swap entry to move the charge to
7105  *
7106  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7107  */
7108 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7109 {
7110         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7111         unsigned int nr_entries;
7112         unsigned short oldid;
7113
7114         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7115         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7116
7117         if (mem_cgroup_disabled())
7118                 return;
7119
7120         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7121                 return;
7122
7123         memcg = page_memcg(page);
7124
7125         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7126         if (!memcg)
7127                 return;
7128
7129         /*
7130          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7131          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7132          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7133          */
7134         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7135         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7136         /* Get references for the tail pages, too */
7137         if (nr_entries > 1)
7138                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7139         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7140                                    nr_entries);
7141         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7142         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7143
7144         page->memcg_data = 0;
7145
7146         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7147                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7148
7149         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7150                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7151                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7152                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7153         }
7154
7155         /*
7156          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7157          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7158          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7159          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7160          */
7161         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7162         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7163         memcg_check_events(memcg, page_to_nid(page));
7164
7165         css_put(&memcg->css);
7166 }
7167
7168 /**
7169  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7170  * @page: page being added to swap
7171  * @entry: swap entry to charge
7172  *
7173  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7174  *
7175  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7176  */
7177 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7178 {
7179         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7180         struct page_counter *counter;
7181         struct mem_cgroup *memcg;
7182         unsigned short oldid;
7183
7184         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7185                 return 0;
7186
7187         memcg = page_memcg(page);
7188
7189         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7190         if (!memcg)
7191                 return 0;
7192
7193         if (!entry.val) {
7194                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7195                 return 0;
7196         }
7197
7198         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7199
7200         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7201             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7202                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7203                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7204                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7205                 return -ENOMEM;
7206         }
7207
7208         /* Get references for the tail pages, too */
7209         if (nr_pages > 1)
7210                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7211         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7212         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7213         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7214
7215         return 0;
7216 }
7217
7218 /**
7219  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7220  * @entry: swap entry to uncharge
7221  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7222  */
7223 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7224 {
7225         struct mem_cgroup *memcg;
7226         unsigned short id;
7227
7228         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7229         rcu_read_lock();
7230         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7231         if (memcg) {
7232                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7233                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7234                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7235                         else
7236                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7237                 }
7238                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7239                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7240         }
7241         rcu_read_unlock();
7242 }
7243
7244 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7245 {
7246         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7247
7248         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7249                 return nr_swap_pages;
7250         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7251                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7252                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7253                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7254         return nr_swap_pages;
7255 }
7256
7257 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7258 {
7259         struct mem_cgroup *memcg;
7260
7261         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7262
7263         if (vm_swap_full())
7264                 return true;
7265         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7266                 return false;
7267
7268         memcg = page_memcg(page);
7269         if (!memcg)
7270                 return false;
7271
7272         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7273                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7274
7275                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7276                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7277                         return true;
7278         }
7279
7280         return false;
7281 }
7282
7283 static int __init setup_swap_account(char *s)
7284 {
7285         if (!strcmp(s, "1"))
7286                 cgroup_memory_noswap = false;
7287         else if (!strcmp(s, "0"))
7288                 cgroup_memory_noswap = true;
7289         return 1;
7290 }
7291 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7292
7293 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7294                              struct cftype *cft)
7295 {
7296         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7297
7298         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7299 }
7300
7301 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7302 {
7303         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7304                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7305 }
7306
7307 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7308                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7309 {
7310         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7311         unsigned long high;
7312         int err;
7313
7314         buf = strstrip(buf);
7315         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7316         if (err)
7317                 return err;
7318
7319         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7320
7321         return nbytes;
7322 }
7323
7324 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7325 {
7326         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7327                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7328 }
7329
7330 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7331                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7332 {
7333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7334         unsigned long max;
7335         int err;
7336
7337         buf = strstrip(buf);
7338         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7339         if (err)
7340                 return err;
7341
7342         xchg(&memcg->swap.max, max);
7343
7344         return nbytes;
7345 }
7346
7347 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7348 {
7349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7350
7351         seq_printf(m, "high %lu\n",
7352                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7353         seq_printf(m, "max %lu\n",
7354                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7355         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7356                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7357
7358         return 0;
7359 }
7360
7361 static struct cftype swap_files[] = {
7362         {
7363                 .name = "swap.current",
7364                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7365                 .read_u64 = swap_current_read,
7366         },
7367         {
7368                 .name = "swap.high",
7369                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7370                 .seq_show = swap_high_show,
7371                 .write = swap_high_write,
7372         },
7373         {
7374                 .name = "swap.max",
7375                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7376                 .seq_show = swap_max_show,
7377                 .write = swap_max_write,
7378         },
7379         {
7380                 .name = "swap.events",
7381                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7382                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7383                 .seq_show = swap_events_show,
7384         },
7385         { }     /* terminate */
7386 };
7387
7388 static struct cftype memsw_files[] = {
7389         {
7390                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7391                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7392                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7393         },
7394         {
7395                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7396                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7397                 .write = mem_cgroup_reset,
7398                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7399         },
7400         {
7401                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7402                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7403                 .write = mem_cgroup_write,
7404                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7405         },
7406         {
7407                 .name = "memsw.failcnt",
7408                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7409                 .write = mem_cgroup_reset,
7410                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7411         },
7412         { },    /* terminate */
7413 };
7414
7415 /*
7416  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7417  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7418  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7419  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7420  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7421  */
7422 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7423 {
7424         /* No memory control -> no swap control */
7425         if (mem_cgroup_disabled())
7426                 cgroup_memory_noswap = true;
7427
7428         if (cgroup_memory_noswap)
7429                 return 0;
7430
7431         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7432         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7433
7434         return 0;
7435 }
7436 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7437
7438 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */