Merge tag 'spi-fix-v5.10-rc2-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool should_force_charge(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 extern spinlock_t css_set_lock;
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&css_set_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page->mem_cgroup;
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page->mem_cgroup;
564
565         /*
566          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
567          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
568          * In this case the page is shared and doesn't belong
569          * to any specific memory cgroup.
570          */
571         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
572                 memcg = NULL;
573
574         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
575                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
576         if (memcg)
577                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
578         rcu_read_unlock();
579         return ino;
580 }
581
582 static struct mem_cgroup_per_node *
583 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         int nid = page_to_nid(page);
586
587         return memcg->nodeinfo[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_node(int nid)
592 {
593         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
594 }
595
596 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
597 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
598 {
599         int nid = page_to_nid(page);
600
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
605                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
606                                          unsigned long new_usage_in_excess)
607 {
608         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
609         struct rb_node *parent = NULL;
610         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
611         bool rightmost = true;
612
613         if (mz->on_tree)
614                 return;
615
616         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
617         if (!mz->usage_in_excess)
618                 return;
619         while (*p) {
620                 parent = *p;
621                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
622                                         tree_node);
623                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
624                         p = &(*p)->rb_left;
625                         rightmost = false;
626                 }
627
628                 /*
629                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
630                  * limit by the same amount
631                  */
632                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
633                         p = &(*p)->rb_right;
634         }
635
636         if (rightmost)
637                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
638
639         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
640         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
641         mz->on_tree = true;
642 }
643
644 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
645                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
646 {
647         if (!mz->on_tree)
648                 return;
649
650         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
651                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
652
653         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
654         mz->on_tree = false;
655 }
656
657 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
658                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
659 {
660         unsigned long flags;
661
662         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
663         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
664         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
665 }
666
667 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
670         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
671         unsigned long excess = 0;
672
673         if (nr_pages > soft_limit)
674                 excess = nr_pages - soft_limit;
675
676         return excess;
677 }
678
679 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
680 {
681         unsigned long excess;
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
684
685         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
686         if (!mctz)
687                 return;
688         /*
689          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
690          * because their event counter is not touched.
691          */
692         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
693                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
694                 excess = soft_limit_excess(memcg);
695                 /*
696                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
697                  * mem is over its softlimit.
698                  */
699                 if (excess || mz->on_tree) {
700                         unsigned long flags;
701
702                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
703                         /* if on-tree, remove it */
704                         if (mz->on_tree)
705                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
706                         /*
707                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
708                          * If excess is 0, no tree ops.
709                          */
710                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
711                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
712                 }
713         }
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
717 {
718         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
719         struct mem_cgroup_per_node *mz;
720         int nid;
721
722         for_each_node(nid) {
723                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
724                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
725                 if (mctz)
726                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
727         }
728 }
729
730 static struct mem_cgroup_per_node *
731 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
732 {
733         struct mem_cgroup_per_node *mz;
734
735 retry:
736         mz = NULL;
737         if (!mctz->rb_rightmost)
738                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
739
740         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
741                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
742         /*
743          * Remove the node now but someone else can add it back,
744          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
745          * position in the tree.
746          */
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
748         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
749             !css_tryget(&mz->memcg->css))
750                 goto retry;
751 done:
752         return mz;
753 }
754
755 static struct mem_cgroup_per_node *
756 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
757 {
758         struct mem_cgroup_per_node *mz;
759
760         spin_lock_irq(&mctz->lock);
761         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
762         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
763         return mz;
764 }
765
766 /**
767  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
770  * @val: delta to add to the counter, can be negative
771  */
772 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
773 {
774         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
775
776         if (mem_cgroup_disabled())
777                 return;
778
779         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
780                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
781
782         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
783         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 /*
787                  * Batch local counters to keep them in sync with
788                  * the hierarchical ones.
789                  */
790                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
791                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
792                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
793                 x = 0;
794         }
795         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
796 }
797
798 static struct mem_cgroup_per_node *
799 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
800 {
801         struct mem_cgroup *parent;
802
803         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
804         if (!parent)
805                 return NULL;
806         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
807 }
808
809 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
810                               int val)
811 {
812         struct mem_cgroup_per_node *pn;
813         struct mem_cgroup *memcg;
814         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
815
816         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
817         memcg = pn->memcg;
818
819         /* Update memcg */
820         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
821
822         /* Update lruvec */
823         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
824
825         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
826                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
827
828         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
829         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
830                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
831                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
832
833                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
834                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
835                 x = 0;
836         }
837         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
838 }
839
840 /**
841  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
842  * @lruvec: the lruvec
843  * @idx: the stat item
844  * @val: delta to add to the counter, can be negative
845  *
846  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
847  * function updates the all three counters that are affected by a
848  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
849  */
850 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
851                         int val)
852 {
853         /* Update node */
854         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
855
856         /* Update memcg and lruvec */
857         if (!mem_cgroup_disabled())
858                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
859 }
860
861 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
862 {
863         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
864         struct mem_cgroup *memcg;
865         struct lruvec *lruvec;
866
867         rcu_read_lock();
868         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
869
870         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
871         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
872                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
873         } else {
874                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
875                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
876         }
877         rcu_read_unlock();
878 }
879
880 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
881 {
882         struct mem_cgroup *memcg;
883
884         rcu_read_lock();
885         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
886         if (memcg)
887                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
888         rcu_read_unlock();
889 }
890
891 /**
892  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
893  * @memcg: the memory cgroup
894  * @idx: the event item
895  * @count: the number of events that occured
896  */
897 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
898                           unsigned long count)
899 {
900         unsigned long x;
901
902         if (mem_cgroup_disabled())
903                 return;
904
905         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
906         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
907                 struct mem_cgroup *mi;
908
909                 /*
910                  * Batch local counters to keep them in sync with
911                  * the hierarchical ones.
912                  */
913                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
914                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
915                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
916                 x = 0;
917         }
918         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
919 }
920
921 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
922 {
923         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
924 }
925
926 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
927 {
928         long x = 0;
929         int cpu;
930
931         for_each_possible_cpu(cpu)
932                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
933         return x;
934 }
935
936 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
937                                          struct page *page,
938                                          int nr_pages)
939 {
940         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
941         if (nr_pages > 0)
942                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
943         else {
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
945                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
946         }
947
948         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
949 }
950
951 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
952                                        enum mem_cgroup_events_target target)
953 {
954         unsigned long val, next;
955
956         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
957         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
958         /* from time_after() in jiffies.h */
959         if ((long)(next - val) < 0) {
960                 switch (target) {
961                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
962                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
963                         break;
964                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
965                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
966                         break;
967                 default:
968                         break;
969                 }
970                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
971                 return true;
972         }
973         return false;
974 }
975
976 /*
977  * Check events in order.
978  *
979  */
980 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
981 {
982         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
983         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
984                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
985                 bool do_softlimit;
986
987                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
988                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
989                 mem_cgroup_threshold(memcg);
990                 if (unlikely(do_softlimit))
991                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
992         }
993 }
994
995 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
996 {
997         /*
998          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
999          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1000          * So this can be called with p == NULL.
1001          */
1002         if (unlikely(!p))
1003                 return NULL;
1004
1005         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1008
1009 /**
1010  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1011  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1012  *
1013  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1014  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1015  * returned.
1016  */
1017 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1018 {
1019         struct mem_cgroup *memcg;
1020
1021         if (mem_cgroup_disabled())
1022                 return NULL;
1023
1024         rcu_read_lock();
1025         do {
1026                 /*
1027                  * Page cache insertions can happen withou an
1028                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1029                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1030                  */
1031                 if (unlikely(!mm))
1032                         memcg = root_mem_cgroup;
1033                 else {
1034                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1035                         if (unlikely(!memcg))
1036                                 memcg = root_mem_cgroup;
1037                 }
1038         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1039         rcu_read_unlock();
1040         return memcg;
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1043
1044 /**
1045  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1046  * @page: page from which memcg should be extracted.
1047  *
1048  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1049  * root_mem_cgroup is returned.
1050  */
1051 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1052 {
1053         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1054
1055         if (mem_cgroup_disabled())
1056                 return NULL;
1057
1058         rcu_read_lock();
1059         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1060         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1061                 memcg = root_mem_cgroup;
1062         rcu_read_unlock();
1063         return memcg;
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1066
1067 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1068 {
1069         if (in_interrupt())
1070                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1071         else
1072                 return current->active_memcg;
1073 }
1074
1075 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1076 {
1077         struct mem_cgroup *memcg;
1078
1079         rcu_read_lock();
1080         memcg = active_memcg();
1081         if (memcg) {
1082                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1083                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1084                         memcg = root_mem_cgroup;
1085                 else
1086                         memcg = current->active_memcg;
1087         }
1088         rcu_read_unlock();
1089
1090         return memcg;
1091 }
1092
1093 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1094 {
1095         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1096         if (unlikely(active_memcg()))
1097                 return false;
1098
1099         /* Memcg to charge can't be determined. */
1100         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1101                 return true;
1102
1103         return false;
1104 }
1105
1106 /**
1107  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1108  */
1109 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1110 {
1111         if (memcg_kmem_bypass())
1112                 return NULL;
1113
1114         if (unlikely(active_memcg()))
1115                 return get_active_memcg();
1116
1117         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1118 }
1119
1120 /**
1121  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1122  * @root: hierarchy root
1123  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1124  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1125  *
1126  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1127  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1128  *
1129  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1130  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1131  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1132  *
1133  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1134  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1135  * same node.
1136  */
1137 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1138                                    struct mem_cgroup *prev,
1139                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1140 {
1141         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1142         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1143         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1144         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1145
1146         if (mem_cgroup_disabled())
1147                 return NULL;
1148
1149         if (!root)
1150                 root = root_mem_cgroup;
1151
1152         if (prev && !reclaim)
1153                 pos = prev;
1154
1155         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1156                 if (prev)
1157                         goto out;
1158                 return root;
1159         }
1160
1161         rcu_read_lock();
1162
1163         if (reclaim) {
1164                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1165
1166                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1167                 iter = &mz->iter;
1168
1169                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1170                         goto out_unlock;
1171
1172                 while (1) {
1173                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1174                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1175                                 break;
1176                         /*
1177                          * css reference reached zero, so iter->position will
1178                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1179                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1180                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1181                          * might block it. So we clear iter->position right
1182                          * away.
1183                          */
1184                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1185                 }
1186         }
1187
1188         if (pos)
1189                 css = &pos->css;
1190
1191         for (;;) {
1192                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1193                 if (!css) {
1194                         /*
1195                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1196                          * new one might jump in right at the end of
1197                          * the hierarchy - make sure they see at least
1198                          * one group and restart from the beginning.
1199                          */
1200                         if (!prev)
1201                                 continue;
1202                         break;
1203                 }
1204
1205                 /*
1206                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1207                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1208                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1209                  */
1210                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1211
1212                 if (css == &root->css)
1213                         break;
1214
1215                 if (css_tryget(css))
1216                         break;
1217
1218                 memcg = NULL;
1219         }
1220
1221         if (reclaim) {
1222                 /*
1223                  * The position could have already been updated by a competing
1224                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1225                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1226                  */
1227                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1228
1229                 if (pos)
1230                         css_put(&pos->css);
1231
1232                 if (!memcg)
1233                         iter->generation++;
1234                 else if (!prev)
1235                         reclaim->generation = iter->generation;
1236         }
1237
1238 out_unlock:
1239         rcu_read_unlock();
1240 out:
1241         if (prev && prev != root)
1242                 css_put(&prev->css);
1243
1244         return memcg;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1249  * @root: hierarchy root
1250  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1251  */
1252 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1253                            struct mem_cgroup *prev)
1254 {
1255         if (!root)
1256                 root = root_mem_cgroup;
1257         if (prev && prev != root)
1258                 css_put(&prev->css);
1259 }
1260
1261 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1262                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1263 {
1264         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1265         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1266         int nid;
1267
1268         for_each_node(nid) {
1269                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1270                 iter = &mz->iter;
1271                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1272         }
1273 }
1274
1275 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1276 {
1277         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1278         struct mem_cgroup *last;
1279
1280         do {
1281                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1282                 last = memcg;
1283         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1284
1285         /*
1286          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1287          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1288          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1289          * dead_memcg from cgroup root separately.
1290          */
1291         if (last != root_mem_cgroup)
1292                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1293                                                 dead_memcg);
1294 }
1295
1296 /**
1297  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1298  * @memcg: hierarchy root
1299  * @fn: function to call for each task
1300  * @arg: argument passed to @fn
1301  *
1302  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1303  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1304  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1305  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1306  *
1307  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1308  */
1309 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1310                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1311 {
1312         struct mem_cgroup *iter;
1313         int ret = 0;
1314
1315         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1316
1317         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1318                 struct css_task_iter it;
1319                 struct task_struct *task;
1320
1321                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1322                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1323                         ret = fn(task, arg);
1324                 css_task_iter_end(&it);
1325                 if (ret) {
1326                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1327                         break;
1328                 }
1329         }
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1335  * @page: the page
1336  * @pgdat: pgdat of the page
1337  *
1338  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1339  * access rules in commit_charge().
1340  */
1341 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1342 {
1343         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1344         struct mem_cgroup *memcg;
1345         struct lruvec *lruvec;
1346
1347         if (mem_cgroup_disabled()) {
1348                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         memcg = page->mem_cgroup;
1353         /*
1354          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1355          * possibly migrated - before they are charged.
1356          */
1357         if (!memcg)
1358                 memcg = root_mem_cgroup;
1359
1360         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1361         lruvec = &mz->lruvec;
1362 out:
1363         /*
1364          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1365          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1366          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1367          */
1368         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1369                 lruvec->pgdat = pgdat;
1370         return lruvec;
1371 }
1372
1373 /**
1374  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1375  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1376  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1377  * @zid: zone id of the accounted pages
1378  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1379  *
1380  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1381  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1382  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1383  */
1384 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1385                                 int zid, int nr_pages)
1386 {
1387         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1388         unsigned long *lru_size;
1389         long size;
1390
1391         if (mem_cgroup_disabled())
1392                 return;
1393
1394         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1395         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1396
1397         if (nr_pages < 0)
1398                 *lru_size += nr_pages;
1399
1400         size = *lru_size;
1401         if (WARN_ONCE(size < 0,
1402                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1403                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1404                 VM_BUG_ON(1);
1405                 *lru_size = 0;
1406         }
1407
1408         if (nr_pages > 0)
1409                 *lru_size += nr_pages;
1410 }
1411
1412 /**
1413  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1414  * @memcg: the memory cgroup
1415  *
1416  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1417  * pages.
1418  */
1419 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         unsigned long margin = 0;
1422         unsigned long count;
1423         unsigned long limit;
1424
1425         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1426         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1427         if (count < limit)
1428                 margin = limit - count;
1429
1430         if (do_memsw_account()) {
1431                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1432                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1433                 if (count < limit)
1434                         margin = min(margin, limit - count);
1435                 else
1436                         margin = 0;
1437         }
1438
1439         return margin;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1444  *
1445  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1446  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1447  * caused by "move".
1448  */
1449 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         struct mem_cgroup *from;
1452         struct mem_cgroup *to;
1453         bool ret = false;
1454         /*
1455          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1456          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1457          */
1458         spin_lock(&mc.lock);
1459         from = mc.from;
1460         to = mc.to;
1461         if (!from)
1462                 goto unlock;
1463
1464         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1465                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1466 unlock:
1467         spin_unlock(&mc.lock);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1474                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1475                         DEFINE_WAIT(wait);
1476                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1477                         /* moving charge context might have finished. */
1478                         if (mc.moving_task)
1479                                 schedule();
1480                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1481                         return true;
1482                 }
1483         }
1484         return false;
1485 }
1486
1487 struct memory_stat {
1488         const char *name;
1489         unsigned int ratio;
1490         unsigned int idx;
1491 };
1492
1493 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1494         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1495         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1496         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1497         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1498         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1499         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1500         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1501         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1502         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1503 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1504         /*
1505          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1506          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1507          * constant(e.g. powerpc).
1508          */
1509         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1510 #endif
1511         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1512         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1513         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1514         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1515         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1516
1517         /*
1518          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1519          * together and slab_reclaimable must be in front.
1520          */
1521         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1522         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1523
1524         /* The memory events */
1525         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1526         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1527         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1528         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1529         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1530         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1531         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1532 };
1533
1534 static int __init memory_stats_init(void)
1535 {
1536         int i;
1537
1538         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1539 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1540                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1541                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1542 #endif
1543                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1544                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1545         }
1546
1547         return 0;
1548 }
1549 pure_initcall(memory_stats_init);
1550
1551 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         struct seq_buf s;
1554         int i;
1555
1556         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1557         if (!s.buffer)
1558                 return NULL;
1559
1560         /*
1561          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1562          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1563          *
1564          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1565          * 1) generic big picture -> specifics and details
1566          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1567          *
1568          * Current memory state:
1569          */
1570
1571         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1572                 u64 size;
1573
1574                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1575                 size *= memory_stats[i].ratio;
1576                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1577
1578                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1579                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1580                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1581                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1582                 }
1583         }
1584
1585         /* Accumulated memory events */
1586
1587         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1588                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1589         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1590                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1591         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1592                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1593         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1594                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1595                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1596         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1597                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1598                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1599         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1600                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1601         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1602                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1603         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1604                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1605         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1606                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1607
1608 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1609         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1610                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1611         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1612                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1613 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1614
1615         /* The above should easily fit into one page */
1616         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1617
1618         return s.buffer;
1619 }
1620
1621 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1622 /**
1623  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1624  * memory controller.
1625  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1626  * @p: Task that is going to be killed
1627  *
1628  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1629  * enabled
1630  */
1631 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1632 {
1633         rcu_read_lock();
1634
1635         if (memcg) {
1636                 pr_cont(",oom_memcg=");
1637                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1638         } else
1639                 pr_cont(",global_oom");
1640         if (p) {
1641                 pr_cont(",task_memcg=");
1642                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1643         }
1644         rcu_read_unlock();
1645 }
1646
1647 /**
1648  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1649  * memory controller.
1650  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1651  */
1652 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1653 {
1654         char *buf;
1655
1656         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1657                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1658                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1659         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1660                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1661                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1662                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1663         else {
1664                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1665                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1666                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1667                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1668                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1669                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1670         }
1671
1672         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1673         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1674         pr_cont(":");
1675         buf = memory_stat_format(memcg);
1676         if (!buf)
1677                 return;
1678         pr_info("%s", buf);
1679         kfree(buf);
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1684  */
1685 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1686 {
1687         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1688
1689         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1690                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1691                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1692                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1693         } else { /* v1 */
1694                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1695                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1696                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1697
1698                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1699                 }
1700         }
1701         return max;
1702 }
1703
1704 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1705 {
1706         return page_counter_read(&memcg->memory);
1707 }
1708
1709 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1710                                      int order)
1711 {
1712         struct oom_control oc = {
1713                 .zonelist = NULL,
1714                 .nodemask = NULL,
1715                 .memcg = memcg,
1716                 .gfp_mask = gfp_mask,
1717                 .order = order,
1718         };
1719         bool ret = true;
1720
1721         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1722                 return true;
1723
1724         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1725                 goto unlock;
1726
1727         /*
1728          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1729          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1730          */
1731         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1732
1733 unlock:
1734         mutex_unlock(&oom_lock);
1735         return ret;
1736 }
1737
1738 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1739                                    pg_data_t *pgdat,
1740                                    gfp_t gfp_mask,
1741                                    unsigned long *total_scanned)
1742 {
1743         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1744         int total = 0;
1745         int loop = 0;
1746         unsigned long excess;
1747         unsigned long nr_scanned;
1748         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1749                 .pgdat = pgdat,
1750         };
1751
1752         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1753
1754         while (1) {
1755                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1756                 if (!victim) {
1757                         loop++;
1758                         if (loop >= 2) {
1759                                 /*
1760                                  * If we have not been able to reclaim
1761                                  * anything, it might because there are
1762                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1763                                  */
1764                                 if (!total)
1765                                         break;
1766                                 /*
1767                                  * We want to do more targeted reclaim.
1768                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1769                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1770                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1771                                  */
1772                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1773                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1774                                         break;
1775                         }
1776                         continue;
1777                 }
1778                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1779                                         pgdat, &nr_scanned);
1780                 *total_scanned += nr_scanned;
1781                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1782                         break;
1783         }
1784         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1785         return total;
1786 }
1787
1788 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1789 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1790         .name = "memcg_oom_lock",
1791 };
1792 #endif
1793
1794 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1795
1796 /*
1797  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1798  * If someone is running, return false.
1799  */
1800 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1803
1804         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1805
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1807                 if (iter->oom_lock) {
1808                         /*
1809                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1810                          * so we cannot give a lock.
1811                          */
1812                         failed = iter;
1813                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1814                         break;
1815                 } else
1816                         iter->oom_lock = true;
1817         }
1818
1819         if (failed) {
1820                 /*
1821                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1822                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1823                  */
1824                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1825                         if (iter == failed) {
1826                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1827                                 break;
1828                         }
1829                         iter->oom_lock = false;
1830                 }
1831         } else
1832                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1833
1834         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1835
1836         return !failed;
1837 }
1838
1839 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1840 {
1841         struct mem_cgroup *iter;
1842
1843         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1844         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1845         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1846                 iter->oom_lock = false;
1847         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1848 }
1849
1850 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1851 {
1852         struct mem_cgroup *iter;
1853
1854         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1855         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1856                 iter->under_oom++;
1857         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1858 }
1859
1860 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1861 {
1862         struct mem_cgroup *iter;
1863
1864         /*
1865          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1866          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1867          */
1868         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1869         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1870                 if (iter->under_oom > 0)
1871                         iter->under_oom--;
1872         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1873 }
1874
1875 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1876
1877 struct oom_wait_info {
1878         struct mem_cgroup *memcg;
1879         wait_queue_entry_t      wait;
1880 };
1881
1882 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1883         unsigned mode, int sync, void *arg)
1884 {
1885         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1886         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1887         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1888
1889         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1890         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1891
1892         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1893             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1894                 return 0;
1895         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1896 }
1897
1898 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1899 {
1900         /*
1901          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1902          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1903          * this function is called as a result of userland actions
1904          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1905          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1906          * triggering notification.
1907          */
1908         if (memcg && memcg->under_oom)
1909                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1910 }
1911
1912 enum oom_status {
1913         OOM_SUCCESS,
1914         OOM_FAILED,
1915         OOM_ASYNC,
1916         OOM_SKIPPED
1917 };
1918
1919 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1920 {
1921         enum oom_status ret;
1922         bool locked;
1923
1924         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1925                 return OOM_SKIPPED;
1926
1927         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1928
1929         /*
1930          * We are in the middle of the charge context here, so we
1931          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1932          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1933          *
1934          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1935          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1936          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1937          * released.
1938          *
1939          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1940          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1941          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1942          * invoke the oom killer here.
1943          *
1944          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1945          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1946          */
1947         if (memcg->oom_kill_disable) {
1948                 if (!current->in_user_fault)
1949                         return OOM_SKIPPED;
1950                 css_get(&memcg->css);
1951                 current->memcg_in_oom = memcg;
1952                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1953                 current->memcg_oom_order = order;
1954
1955                 return OOM_ASYNC;
1956         }
1957
1958         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1959
1960         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1961
1962         if (locked)
1963                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1964
1965         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1966         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1967                 ret = OOM_SUCCESS;
1968         else
1969                 ret = OOM_FAILED;
1970
1971         if (locked)
1972                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1973
1974         return ret;
1975 }
1976
1977 /**
1978  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1979  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1980  *
1981  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1982  * handler was enabled.
1983  *
1984  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1985  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1986  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1987  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1988  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1989  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1990  *
1991  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1992  * completed, %false otherwise.
1993  */
1994 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1995 {
1996         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1997         struct oom_wait_info owait;
1998         bool locked;
1999
2000         /* OOM is global, do not handle */
2001         if (!memcg)
2002                 return false;
2003
2004         if (!handle)
2005                 goto cleanup;
2006
2007         owait.memcg = memcg;
2008         owait.wait.flags = 0;
2009         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2010         owait.wait.private = current;
2011         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2012
2013         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2014         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2015
2016         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2017
2018         if (locked)
2019                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2020
2021         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2022                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2023                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2024                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2025                                          current->memcg_oom_order);
2026         } else {
2027                 schedule();
2028                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2029                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2030         }
2031
2032         if (locked) {
2033                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2034                 /*
2035                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2036                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2037                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2038                  */
2039                 memcg_oom_recover(memcg);
2040         }
2041 cleanup:
2042         current->memcg_in_oom = NULL;
2043         css_put(&memcg->css);
2044         return true;
2045 }
2046
2047 /**
2048  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2049  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2050  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2051  *
2052  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2053  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2054  *
2055  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2056  */
2057 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2058                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2059 {
2060         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2061         struct mem_cgroup *memcg;
2062
2063         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2064                 return NULL;
2065
2066         if (!oom_domain)
2067                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2068
2069         rcu_read_lock();
2070
2071         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2072         if (memcg == root_mem_cgroup)
2073                 goto out;
2074
2075         /*
2076          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2077          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2078          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2079          */
2080         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2081                 goto out;
2082
2083         /*
2084          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2085          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2086          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2087          */
2088         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2089                 if (memcg->oom_group)
2090                         oom_group = memcg;
2091
2092                 if (memcg == oom_domain)
2093                         break;
2094         }
2095
2096         if (oom_group)
2097                 css_get(&oom_group->css);
2098 out:
2099         rcu_read_unlock();
2100
2101         return oom_group;
2102 }
2103
2104 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         pr_info("Tasks in ");
2107         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2108         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2109 }
2110
2111 /**
2112  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2113  * @page: the page
2114  *
2115  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2116  * another cgroup.
2117  *
2118  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2119  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2120  * when @page might get freed inside the locked section.
2121  */
2122 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2123 {
2124         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2125         struct mem_cgroup *memcg;
2126         unsigned long flags;
2127
2128         /*
2129          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2130          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2131          * because page moving starts with an RCU grace period.
2132          *
2133          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2134          * the page state that is going to change is the only thing
2135          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2136          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2137          * keep off truncation, migration and so forth.
2138          */
2139         rcu_read_lock();
2140
2141         if (mem_cgroup_disabled())
2142                 return NULL;
2143 again:
2144         memcg = head->mem_cgroup;
2145         if (unlikely(!memcg))
2146                 return NULL;
2147
2148         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2149                 return memcg;
2150
2151         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2152         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2153                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2154                 goto again;
2155         }
2156
2157         /*
2158          * When charge migration first begins, we can have locked and
2159          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2160          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2161          */
2162         memcg->move_lock_task = current;
2163         memcg->move_lock_flags = flags;
2164
2165         return memcg;
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2168
2169 /**
2170  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2171  * @memcg: the memcg
2172  *
2173  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2174  */
2175 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2176 {
2177         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2178                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2179
2180                 memcg->move_lock_task = NULL;
2181                 memcg->move_lock_flags = 0;
2182
2183                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2184         }
2185
2186         rcu_read_unlock();
2187 }
2188
2189 /**
2190  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2191  * @page: the page
2192  */
2193 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2194 {
2195         struct page *head = compound_head(page);
2196
2197         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2198 }
2199 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2200
2201 struct memcg_stock_pcp {
2202         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2203         unsigned int nr_pages;
2204
2205 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2206         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2207         unsigned int nr_bytes;
2208 #endif
2209
2210         struct work_struct work;
2211         unsigned long flags;
2212 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2213 };
2214 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2215 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2216
2217 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2218 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2219 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2220                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2221
2222 #else
2223 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2224 {
2225 }
2226 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2227                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2228 {
2229         return false;
2230 }
2231 #endif
2232
2233 /**
2234  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2235  * @memcg: memcg to consume from.
2236  * @nr_pages: how many pages to charge.
2237  *
2238  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2239  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2240  * service an allocation will refill the stock.
2241  *
2242  * returns true if successful, false otherwise.
2243  */
2244 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2245 {
2246         struct memcg_stock_pcp *stock;
2247         unsigned long flags;
2248         bool ret = false;
2249
2250         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2251                 return ret;
2252
2253         local_irq_save(flags);
2254
2255         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2256         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2257                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2258                 ret = true;
2259         }
2260
2261         local_irq_restore(flags);
2262
2263         return ret;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2268  */
2269 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2270 {
2271         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2272
2273         if (!old)
2274                 return;
2275
2276         if (stock->nr_pages) {
2277                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2278                 if (do_memsw_account())
2279                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2280                 stock->nr_pages = 0;
2281         }
2282
2283         css_put(&old->css);
2284         stock->cached = NULL;
2285 }
2286
2287 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2288 {
2289         struct memcg_stock_pcp *stock;
2290         unsigned long flags;
2291
2292         /*
2293          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2294          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2295          */
2296         local_irq_save(flags);
2297
2298         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2299         drain_obj_stock(stock);
2300         drain_stock(stock);
2301         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2302
2303         local_irq_restore(flags);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2308  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2309  */
2310 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2311 {
2312         struct memcg_stock_pcp *stock;
2313         unsigned long flags;
2314
2315         local_irq_save(flags);
2316
2317         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2318         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2319                 drain_stock(stock);
2320                 css_get(&memcg->css);
2321                 stock->cached = memcg;
2322         }
2323         stock->nr_pages += nr_pages;
2324
2325         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2326                 drain_stock(stock);
2327
2328         local_irq_restore(flags);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2333  * of the hierarchy under it.
2334  */
2335 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2336 {
2337         int cpu, curcpu;
2338
2339         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2340         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2341                 return;
2342         /*
2343          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2344          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2345          * as well as workers from this path always operate on the local
2346          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2347          */
2348         curcpu = get_cpu();
2349         for_each_online_cpu(cpu) {
2350                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2351                 struct mem_cgroup *memcg;
2352                 bool flush = false;
2353
2354                 rcu_read_lock();
2355                 memcg = stock->cached;
2356                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2357                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2358                         flush = true;
2359                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2360                         flush = true;
2361                 rcu_read_unlock();
2362
2363                 if (flush &&
2364                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2365                         if (cpu == curcpu)
2366                                 drain_local_stock(&stock->work);
2367                         else
2368                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2369                 }
2370         }
2371         put_cpu();
2372         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2373 }
2374
2375 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2376 {
2377         struct memcg_stock_pcp *stock;
2378         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2379
2380         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2381         drain_stock(stock);
2382
2383         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2384                 int i;
2385
2386                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2387                         int nid;
2388                         long x;
2389
2390                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2391                         if (x)
2392                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2393                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2394
2395                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2396                                 continue;
2397
2398                         for_each_node(nid) {
2399                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2400
2401                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2402                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2403                                 if (x)
2404                                         do {
2405                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2406                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2407                         }
2408                 }
2409
2410                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2411                         long x;
2412
2413                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2414                         if (x)
2415                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2416                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2417                 }
2418         }
2419
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2424                                   unsigned int nr_pages,
2425                                   gfp_t gfp_mask)
2426 {
2427         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2428
2429         do {
2430                 unsigned long pflags;
2431
2432                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2433                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2434                         continue;
2435
2436                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2437
2438                 psi_memstall_enter(&pflags);
2439                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2440                                                              gfp_mask, true);
2441                 psi_memstall_leave(&pflags);
2442         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2443                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2444
2445         return nr_reclaimed;
2446 }
2447
2448 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2449 {
2450         struct mem_cgroup *memcg;
2451
2452         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2453         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2458  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2459  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2460  */
2461 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2462
2463 /*
2464  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2465  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2466  * below.
2467  *
2468  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2469  *   overage ratio to a delay.
2470  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2471  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2472  *   to produce a reasonable delay curve.
2473  *
2474  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2475  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2476  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2477  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2478  * example, with a high of 100 megabytes:
2479  *
2480  *  +-------+------------------------+
2481  *  | usage | time to allocate in ms |
2482  *  +-------+------------------------+
2483  *  | 100M  |                      0 |
2484  *  | 101M  |                      6 |
2485  *  | 102M  |                     25 |
2486  *  | 103M  |                     57 |
2487  *  | 104M  |                    102 |
2488  *  | 105M  |                    159 |
2489  *  | 106M  |                    230 |
2490  *  | 107M  |                    313 |
2491  *  | 108M  |                    409 |
2492  *  | 109M  |                    518 |
2493  *  | 110M  |                    639 |
2494  *  | 111M  |                    774 |
2495  *  | 112M  |                    921 |
2496  *  | 113M  |                   1081 |
2497  *  | 114M  |                   1254 |
2498  *  | 115M  |                   1439 |
2499  *  | 116M  |                   1638 |
2500  *  | 117M  |                   1849 |
2501  *  | 118M  |                   2000 |
2502  *  | 119M  |                   2000 |
2503  *  | 120M  |                   2000 |
2504  *  +-------+------------------------+
2505  */
2506  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2507  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2508
2509 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2510 {
2511         u64 overage;
2512
2513         if (usage <= high)
2514                 return 0;
2515
2516         /*
2517          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2518          * it was a threshold of 1 page
2519          */
2520         high = max(high, 1UL);
2521
2522         overage = usage - high;
2523         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2524         return div64_u64(overage, high);
2525 }
2526
2527 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2528 {
2529         u64 overage, max_overage = 0;
2530
2531         do {
2532                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2533                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2534                 max_overage = max(overage, max_overage);
2535         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2536                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2537
2538         return max_overage;
2539 }
2540
2541 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2542 {
2543         u64 overage, max_overage = 0;
2544
2545         do {
2546                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2547                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2548                 if (overage)
2549                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2550                 max_overage = max(overage, max_overage);
2551         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2552                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2553
2554         return max_overage;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2559  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2560  */
2561 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2562                                           unsigned int nr_pages,
2563                                           u64 max_overage)
2564 {
2565         unsigned long penalty_jiffies;
2566
2567         if (!max_overage)
2568                 return 0;
2569
2570         /*
2571          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2572          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2573          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2574          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2575          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2576          * overage amount.
2577          */
2578         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2579         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2580         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2581
2582         /*
2583          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2584          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2585          * 4N-sized allocation.
2586          *
2587          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2588          * larger the current charge patch is than that.
2589          */
2590         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2595  * and reclaims memory over the high limit.
2596  */
2597 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2598 {
2599         unsigned long penalty_jiffies;
2600         unsigned long pflags;
2601         unsigned long nr_reclaimed;
2602         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2603         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2604         struct mem_cgroup *memcg;
2605         bool in_retry = false;
2606
2607         if (likely(!nr_pages))
2608                 return;
2609
2610         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2611         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2612
2613 retry_reclaim:
2614         /*
2615          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2616          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2617          * or breaching resource isolation.
2618          *
2619          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2620          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2621          * allocator run every time an allocation is made.
2622          */
2623         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2624                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2625                                     GFP_KERNEL);
2626
2627         /*
2628          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2629          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2630          */
2631         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2632                                                mem_find_max_overage(memcg));
2633
2634         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2635                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2636
2637         /*
2638          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2639          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2640          * extremely slowly.
2641          */
2642         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2643
2644         /*
2645          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2646          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2647          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2648          * been aggressively reclaimed enough yet.
2649          */
2650         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2651                 goto out;
2652
2653         /*
2654          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2655          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2656          * throttling.
2657          */
2658         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2659                 in_retry = true;
2660                 goto retry_reclaim;
2661         }
2662
2663         /*
2664          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2665          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2666          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2667          */
2668         psi_memstall_enter(&pflags);
2669         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2670         psi_memstall_leave(&pflags);
2671
2672 out:
2673         css_put(&memcg->css);
2674 }
2675
2676 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2677                       unsigned int nr_pages)
2678 {
2679         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2680         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2681         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2682         struct page_counter *counter;
2683         enum oom_status oom_status;
2684         unsigned long nr_reclaimed;
2685         bool may_swap = true;
2686         bool drained = false;
2687         unsigned long pflags;
2688
2689         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2690                 return 0;
2691 retry:
2692         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2693                 return 0;
2694
2695         if (!do_memsw_account() ||
2696             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2697                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2698                         goto done_restock;
2699                 if (do_memsw_account())
2700                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2701                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2702         } else {
2703                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2704                 may_swap = false;
2705         }
2706
2707         if (batch > nr_pages) {
2708                 batch = nr_pages;
2709                 goto retry;
2710         }
2711
2712         /*
2713          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2714          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2715          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2716          * and let these go through as privileged allocations.
2717          */
2718         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2719                 goto force;
2720
2721         /*
2722          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2723          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2724          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2725          * free their memory.
2726          */
2727         if (unlikely(should_force_charge()))
2728                 goto force;
2729
2730         /*
2731          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2732          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2733          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2734          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2735          */
2736         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2737                 goto force;
2738
2739         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2740                 goto nomem;
2741
2742         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2743                 goto nomem;
2744
2745         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2746
2747         psi_memstall_enter(&pflags);
2748         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2749                                                     gfp_mask, may_swap);
2750         psi_memstall_leave(&pflags);
2751
2752         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2753                 goto retry;
2754
2755         if (!drained) {
2756                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2757                 drained = true;
2758                 goto retry;
2759         }
2760
2761         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2762                 goto nomem;
2763         /*
2764          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2765          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2766          * before killing the task.
2767          *
2768          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2769          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2770          * to regular pages anyway in case of failure.
2771          */
2772         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2773                 goto retry;
2774         /*
2775          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2776          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2777          */
2778         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2779                 goto retry;
2780
2781         if (nr_retries--)
2782                 goto retry;
2783
2784         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2785                 goto nomem;
2786
2787         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2788                 goto force;
2789
2790         if (fatal_signal_pending(current))
2791                 goto force;
2792
2793         /*
2794          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2795          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2796          * couldn't make any progress.
2797          */
2798         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2799                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2800         switch (oom_status) {
2801         case OOM_SUCCESS:
2802                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2803                 goto retry;
2804         case OOM_FAILED:
2805                 goto force;
2806         default:
2807                 goto nomem;
2808         }
2809 nomem:
2810         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2811                 return -ENOMEM;
2812 force:
2813         /*
2814          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2815          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2816          * temporarily by force charging it.
2817          */
2818         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2819         if (do_memsw_account())
2820                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2821
2822         return 0;
2823
2824 done_restock:
2825         if (batch > nr_pages)
2826                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2827
2828         /*
2829          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2830          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2831          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2832          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2833          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2834          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2835          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2836          */
2837         do {
2838                 bool mem_high, swap_high;
2839
2840                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2841                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2842                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2843                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2844
2845                 /* Don't bother a random interrupted task */
2846                 if (in_interrupt()) {
2847                         if (mem_high) {
2848                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2849                                 break;
2850                         }
2851                         continue;
2852                 }
2853
2854                 if (mem_high || swap_high) {
2855                         /*
2856                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2857                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2858                          * of the memory or swap footprints.
2859                          *
2860                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2861                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2862                          * based on how much each task is actually allocating.
2863                          */
2864                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2865                         set_notify_resume(current);
2866                         break;
2867                 }
2868         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2869
2870         return 0;
2871 }
2872
2873 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2874 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2875 {
2876         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2877                 return;
2878
2879         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2880         if (do_memsw_account())
2881                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2882 }
2883 #endif
2884
2885 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2886 {
2887         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2888         /*
2889          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2890          *
2891          * - the page lock
2892          * - LRU isolation
2893          * - lock_page_memcg()
2894          * - exclusive reference
2895          */
2896         page->mem_cgroup = memcg;
2897 }
2898
2899 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2900 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2901                                  gfp_t gfp)
2902 {
2903         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2904         void *vec;
2905
2906         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2907                            page_to_nid(page));
2908         if (!vec)
2909                 return -ENOMEM;
2910
2911         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2912                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2913                 kfree(vec);
2914         else
2915                 kmemleak_not_leak(vec);
2916
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2922  *
2923  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2924  * cgroup_mutex, etc.
2925  */
2926 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2927 {
2928         struct page *page;
2929
2930         if (mem_cgroup_disabled())
2931                 return NULL;
2932
2933         page = virt_to_head_page(p);
2934
2935         /*
2936          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2937          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2938          * bit of the pointer is set.
2939          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2940          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2941          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2942          */
2943         if (!page->mem_cgroup)
2944                 return NULL;
2945
2946         /*
2947          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2948          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2949          * the page->obj_cgroups.
2950          */
2951         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2952                 struct obj_cgroup *objcg;
2953                 unsigned int off;
2954
2955                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2956                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2957                 if (objcg)
2958                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2959
2960                 return NULL;
2961         }
2962
2963         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2964         return page->mem_cgroup;
2965 }
2966
2967 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2968 {
2969         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2970         struct mem_cgroup *memcg;
2971
2972         if (memcg_kmem_bypass())
2973                 return NULL;
2974
2975         rcu_read_lock();
2976         if (unlikely(active_memcg()))
2977                 memcg = active_memcg();
2978         else
2979                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2980
2981         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2982                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2983                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2984                         break;
2985         }
2986         rcu_read_unlock();
2987
2988         return objcg;
2989 }
2990
2991 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2992 {
2993         int id, size;
2994         int err;
2995
2996         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2997                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2998         if (id < 0)
2999                 return id;
3000
3001         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3002                 return id;
3003
3004         /*
3005          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3006          * so we have to grow them.
3007          */
3008         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3009
3010         size = 2 * (id + 1);
3011         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3012                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3013         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3014                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3015
3016         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3017         if (!err)
3018                 memcg_nr_cache_ids = size;
3019
3020         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3021
3022         if (err) {
3023                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3024                 return err;
3025         }
3026         return id;
3027 }
3028
3029 static void memcg_free_cache_id(int id)
3030 {
3031         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3032 }
3033
3034 /**
3035  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3036  * @memcg: memory cgroup to charge
3037  * @gfp: reclaim mode
3038  * @nr_pages: number of pages to charge
3039  *
3040  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3041  */
3042 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3043                         unsigned int nr_pages)
3044 {
3045         struct page_counter *counter;
3046         int ret;
3047
3048         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3049         if (ret)
3050                 return ret;
3051
3052         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3053             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3054
3055                 /*
3056                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3057                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3058                  * handling code.
3059                  */
3060                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3061                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3062                         return 0;
3063                 }
3064                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3065                 return -ENOMEM;
3066         }
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 /**
3071  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3072  * @memcg: memcg to uncharge
3073  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3074  */
3075 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3076 {
3077         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3078                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3079
3080         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3081         if (do_memsw_account())
3082                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3083 }
3084
3085 /**
3086  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3087  * @page: page to charge
3088  * @gfp: reclaim mode
3089  * @order: allocation order
3090  *
3091  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3092  */
3093 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3094 {
3095         struct mem_cgroup *memcg;
3096         int ret = 0;
3097
3098         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3099         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3100                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3101                 if (!ret) {
3102                         page->mem_cgroup = memcg;
3103                         __SetPageKmemcg(page);
3104                         return 0;
3105                 }
3106                 css_put(&memcg->css);
3107         }
3108         return ret;
3109 }
3110
3111 /**
3112  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3113  * @page: page to uncharge
3114  * @order: allocation order
3115  */
3116 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3117 {
3118         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3119         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3120
3121         if (!memcg)
3122                 return;
3123
3124         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3125         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3126         page->mem_cgroup = NULL;
3127         css_put(&memcg->css);
3128
3129         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3130         if (PageKmemcg(page))
3131                 __ClearPageKmemcg(page);
3132 }
3133
3134 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3135 {
3136         struct memcg_stock_pcp *stock;
3137         unsigned long flags;
3138         bool ret = false;
3139
3140         local_irq_save(flags);
3141
3142         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3143         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3144                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3145                 ret = true;
3146         }
3147
3148         local_irq_restore(flags);
3149
3150         return ret;
3151 }
3152
3153 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3154 {
3155         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3156
3157         if (!old)
3158                 return;
3159
3160         if (stock->nr_bytes) {
3161                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3162                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3163
3164                 if (nr_pages) {
3165                         rcu_read_lock();
3166                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3167                         rcu_read_unlock();
3168                 }
3169
3170                 /*
3171                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3172                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3173                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3174                  * refill_obj_stock().
3175                  *
3176                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3177                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3178                  * so it might be changed in the future.
3179                  */
3180                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3181                 stock->nr_bytes = 0;
3182         }
3183
3184         obj_cgroup_put(old);
3185         stock->cached_objcg = NULL;
3186 }
3187
3188 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3189                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3190 {
3191         struct mem_cgroup *memcg;
3192
3193         if (stock->cached_objcg) {
3194                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3195                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3196                         return true;
3197         }
3198
3199         return false;
3200 }
3201
3202 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3203 {
3204         struct memcg_stock_pcp *stock;
3205         unsigned long flags;
3206
3207         local_irq_save(flags);
3208
3209         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3210         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3211                 drain_obj_stock(stock);
3212                 obj_cgroup_get(objcg);
3213                 stock->cached_objcg = objcg;
3214                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3215         }
3216         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3217
3218         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3219                 drain_obj_stock(stock);
3220
3221         local_irq_restore(flags);
3222 }
3223
3224 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3225 {
3226         struct mem_cgroup *memcg;
3227         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3228         int ret;
3229
3230         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3231                 return 0;
3232
3233         /*
3234          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3235          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3236          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3237          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3238          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3239          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3240          * refill_obj_stock(), called from this function or
3241          * independently later.
3242          */
3243         rcu_read_lock();
3244         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3245         css_get(&memcg->css);
3246         rcu_read_unlock();
3247
3248         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3249         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3250
3251         if (nr_bytes)
3252                 nr_pages += 1;
3253
3254         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3255         if (!ret && nr_bytes)
3256                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3257
3258         css_put(&memcg->css);
3259         return ret;
3260 }
3261
3262 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3263 {
3264         refill_obj_stock(objcg, size);
3265 }
3266
3267 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3268
3269 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3270
3271 /*
3272  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3273  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3274  */
3275 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3276 {
3277         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3278         int i;
3279
3280         if (mem_cgroup_disabled())
3281                 return;
3282
3283         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3284                 css_get(&memcg->css);
3285                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3286         }
3287 }
3288 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3289
3290 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3291 /**
3292  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3293  * @entry: swap entry to be moved
3294  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3295  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3296  *
3297  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3298  * as the mem_cgroup's id of @from.
3299  *
3300  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3301  *
3302  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3303  * both res and memsw, and called css_get().
3304  */
3305 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3306                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3307 {
3308         unsigned short old_id, new_id;
3309
3310         old_id = mem_cgroup_id(from);
3311         new_id = mem_cgroup_id(to);
3312
3313         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3314                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3315                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3316                 return 0;
3317         }
3318         return -EINVAL;
3319 }
3320 #else
3321 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3322                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3323 {
3324         return -EINVAL;
3325 }
3326 #endif
3327
3328 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3329
3330 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3331                                  unsigned long max, bool memsw)
3332 {
3333         bool enlarge = false;
3334         bool drained = false;
3335         int ret;
3336         bool limits_invariant;
3337         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3338
3339         do {
3340                 if (signal_pending(current)) {
3341                         ret = -EINTR;
3342                         break;
3343                 }
3344
3345                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3346                 /*
3347                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3348                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3349                  */
3350                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3351                                            max <= memcg->memsw.max;
3352                 if (!limits_invariant) {
3353                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3354                         ret = -EINVAL;
3355                         break;
3356                 }
3357                 if (max > counter->max)
3358                         enlarge = true;
3359                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3360                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3361
3362                 if (!ret)
3363                         break;
3364
3365                 if (!drained) {
3366                         drain_all_stock(memcg);
3367                         drained = true;
3368                         continue;
3369                 }
3370
3371                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3372                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3373                         ret = -EBUSY;
3374                         break;
3375                 }
3376         } while (true);
3377
3378         if (!ret && enlarge)
3379                 memcg_oom_recover(memcg);
3380
3381         return ret;
3382 }
3383
3384 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3385                                             gfp_t gfp_mask,
3386                                             unsigned long *total_scanned)
3387 {
3388         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3389         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3390         unsigned long reclaimed;
3391         int loop = 0;
3392         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3393         unsigned long excess;
3394         unsigned long nr_scanned;
3395
3396         if (order > 0)
3397                 return 0;
3398
3399         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3400
3401         /*
3402          * Do not even bother to check the largest node if the root
3403          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3404          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3405          */
3406         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3407                 return 0;
3408
3409         /*
3410          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3411          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3412          * pressure
3413          */
3414         do {
3415                 if (next_mz)
3416                         mz = next_mz;
3417                 else
3418                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3419                 if (!mz)
3420                         break;
3421
3422                 nr_scanned = 0;
3423                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3424                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3425                 nr_reclaimed += reclaimed;
3426                 *total_scanned += nr_scanned;
3427                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3428                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3429
3430                 /*
3431                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3432                  * it is time to move on to the next cgroup
3433                  */
3434                 next_mz = NULL;
3435                 if (!reclaimed)
3436                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3437
3438                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3439                 /*
3440                  * One school of thought says that we should not add
3441                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3442                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3443                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3444                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3445                  * term TODO.
3446                  */
3447                 /* If excess == 0, no tree ops */
3448                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3449                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3450                 css_put(&mz->memcg->css);
3451                 loop++;
3452                 /*
3453                  * Could not reclaim anything and there are no more
3454                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3455                  * reclaiming anything.
3456                  */
3457                 if (!nr_reclaimed &&
3458                         (next_mz == NULL ||
3459                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3460                         break;
3461         } while (!nr_reclaimed);
3462         if (next_mz)
3463                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3464         return nr_reclaimed;
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3469  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3470  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3471  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3472  */
3473 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3474 {
3475         bool ret;
3476
3477         rcu_read_lock();
3478         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3479         rcu_read_unlock();
3480         return ret;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3485  *
3486  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3487  */
3488 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3489 {
3490         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3491
3492         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3493         lru_add_drain_all();
3494
3495         drain_all_stock(memcg);
3496
3497         /* try to free all pages in this cgroup */
3498         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3499                 int progress;
3500
3501                 if (signal_pending(current))
3502                         return -EINTR;
3503
3504                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3505                                                         GFP_KERNEL, true);
3506                 if (!progress) {
3507                         nr_retries--;
3508                         /* maybe some writeback is necessary */
3509                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3510                 }
3511
3512         }
3513
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3518                                             char *buf, size_t nbytes,
3519                                             loff_t off)
3520 {
3521         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3522
3523         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3524                 return -EINVAL;
3525         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3526 }
3527
3528 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3529                                      struct cftype *cft)
3530 {
3531         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3532 }
3533
3534 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3535                                       struct cftype *cft, u64 val)
3536 {
3537         int retval = 0;
3538         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3539         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3540
3541         if (memcg->use_hierarchy == val)
3542                 return 0;
3543
3544         /*
3545          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3546          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3547          * occur, provided the current cgroup has no children.
3548          *
3549          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3550          * set if there are no children.
3551          */
3552         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3553                                 (val == 1 || val == 0)) {
3554                 if (!memcg_has_children(memcg))
3555                         memcg->use_hierarchy = val;
3556                 else
3557                         retval = -EBUSY;
3558         } else
3559                 retval = -EINVAL;
3560
3561         return retval;
3562 }
3563
3564 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3565 {
3566         unsigned long val;
3567
3568         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3569                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3570                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3571                 if (swap)
3572                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3573         } else {
3574                 if (!swap)
3575                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3576                 else
3577                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3578         }
3579         return val;
3580 }
3581
3582 enum {
3583         RES_USAGE,
3584         RES_LIMIT,
3585         RES_MAX_USAGE,
3586         RES_FAILCNT,
3587         RES_SOFT_LIMIT,
3588 };
3589
3590 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3591                                struct cftype *cft)
3592 {
3593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3594         struct page_counter *counter;
3595
3596         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3597         case _MEM:
3598                 counter = &memcg->memory;
3599                 break;
3600         case _MEMSWAP:
3601                 counter = &memcg->memsw;
3602                 break;
3603         case _KMEM:
3604                 counter = &memcg->kmem;
3605                 break;
3606         case _TCP:
3607                 counter = &memcg->tcpmem;
3608                 break;
3609         default:
3610                 BUG();
3611         }
3612
3613         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3614         case RES_USAGE:
3615                 if (counter == &memcg->memory)
3616                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3617                 if (counter == &memcg->memsw)
3618                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3619                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3620         case RES_LIMIT:
3621                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3622         case RES_MAX_USAGE:
3623                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3624         case RES_FAILCNT:
3625                 return counter->failcnt;
3626         case RES_SOFT_LIMIT:
3627                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3628         default:
3629                 BUG();
3630         }
3631 }
3632
3633 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3634 {
3635         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3636         struct mem_cgroup *mi;
3637         int node, cpu, i;
3638
3639         for_each_online_cpu(cpu)
3640                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3641                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3642
3643         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3644                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3645                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3646
3647         for_each_node(node) {
3648                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3649                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3650
3651                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3652                         stat[i] = 0;
3653
3654                 for_each_online_cpu(cpu)
3655                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3656                                 stat[i] += per_cpu(
3657                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3658
3659                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3660                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3661                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3662         }
3663 }
3664
3665 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3666 {
3667         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3668         struct mem_cgroup *mi;
3669         int cpu, i;
3670
3671         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3672                 events[i] = 0;
3673
3674         for_each_online_cpu(cpu)
3675                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3676                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3677                                              cpu);
3678
3679         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3680                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3681                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3682 }
3683
3684 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3685 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3686 {
3687         struct obj_cgroup *objcg;
3688         int memcg_id;
3689
3690         if (cgroup_memory_nokmem)
3691                 return 0;
3692
3693         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3694         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3695
3696         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3697         if (memcg_id < 0)
3698                 return memcg_id;
3699
3700         objcg = obj_cgroup_alloc();
3701         if (!objcg) {
3702                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3703                 return -ENOMEM;
3704         }
3705         objcg->memcg = memcg;
3706         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3707
3708         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3709
3710         /*
3711          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3712          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3713          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3714          * patched.
3715          */
3716         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3717         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3718
3719         return 0;
3720 }
3721
3722 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3723 {
3724         struct cgroup_subsys_state *css;
3725         struct mem_cgroup *parent, *child;
3726         int kmemcg_id;
3727
3728         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3729                 return;
3730
3731         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3732
3733         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3734         if (!parent)
3735                 parent = root_mem_cgroup;
3736
3737         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3738
3739         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3740         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3741
3742         /*
3743          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3744          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3745          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3746          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3747          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3748          * memcg_drain_all_list_lrus().
3749          */
3750         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3751         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3752                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3753                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3754                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3755                 if (!memcg->use_hierarchy)
3756                         break;
3757         }
3758         rcu_read_unlock();
3759
3760         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3761
3762         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3763 }
3764
3765 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3766 {
3767         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3768         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3769                 memcg_offline_kmem(memcg);
3770 }
3771 #else
3772 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3773 {
3774         return 0;
3775 }
3776 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3777 {
3778 }
3779 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3780 {
3781 }
3782 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3783
3784 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3785                                  unsigned long max)
3786 {
3787         int ret;
3788
3789         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3790         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3791         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3792         return ret;
3793 }
3794
3795 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3796 {
3797         int ret;
3798
3799         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3800
3801         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3802         if (ret)
3803                 goto out;
3804
3805         if (!memcg->tcpmem_active) {
3806                 /*
3807                  * The active flag needs to be written after the static_key
3808                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3809                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3810                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3811                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3812                  *
3813                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3814                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3815                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3816                  * yet, we'll lose accounting.
3817                  *
3818                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3819                  * because when this value change, the code to process it is not
3820                  * patched in yet.
3821                  */
3822                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3823                 memcg->tcpmem_active = true;
3824         }
3825 out:
3826         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3827         return ret;
3828 }
3829
3830 /*
3831  * The user of this function is...
3832  * RES_LIMIT.
3833  */
3834 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3835                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3836 {
3837         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3838         unsigned long nr_pages;
3839         int ret;
3840
3841         buf = strstrip(buf);
3842         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3843         if (ret)
3844                 return ret;
3845
3846         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3847         case RES_LIMIT:
3848                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3849                         ret = -EINVAL;
3850                         break;
3851                 }
3852                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3853                 case _MEM:
3854                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3855                         break;
3856                 case _MEMSWAP:
3857                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3858                         break;
3859                 case _KMEM:
3860                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3861                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3862                                      "depend on this functionality.\n");
3863                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3864                         break;
3865                 case _TCP:
3866                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3867                         break;
3868                 }
3869                 break;
3870         case RES_SOFT_LIMIT:
3871                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3872                 ret = 0;
3873                 break;
3874         }
3875         return ret ?: nbytes;
3876 }
3877
3878 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3879                                 size_t nbytes, loff_t off)
3880 {
3881         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3882         struct page_counter *counter;
3883
3884         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3885         case _MEM:
3886                 counter = &memcg->memory;
3887                 break;
3888         case _MEMSWAP:
3889                 counter = &memcg->memsw;
3890                 break;
3891         case _KMEM:
3892                 counter = &memcg->kmem;
3893                 break;
3894         case _TCP:
3895                 counter = &memcg->tcpmem;
3896                 break;
3897         default:
3898                 BUG();
3899         }
3900
3901         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3902         case RES_MAX_USAGE:
3903                 page_counter_reset_watermark(counter);
3904                 break;
3905         case RES_FAILCNT:
3906                 counter->failcnt = 0;
3907                 break;
3908         default:
3909                 BUG();
3910         }
3911
3912         return nbytes;
3913 }
3914
3915 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3916                                         struct cftype *cft)
3917 {
3918         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3919 }
3920
3921 #ifdef CONFIG_MMU
3922 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3923                                         struct cftype *cft, u64 val)
3924 {
3925         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3926
3927         if (val & ~MOVE_MASK)
3928                 return -EINVAL;
3929
3930         /*
3931          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3932          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3933          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3934          * affect task migrations starting after the change.
3935          */
3936         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3937         return 0;
3938 }
3939 #else
3940 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3941                                         struct cftype *cft, u64 val)
3942 {
3943         return -ENOSYS;
3944 }
3945 #endif
3946
3947 #ifdef CONFIG_NUMA
3948
3949 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3950 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3951 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3952
3953 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3954                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3955 {
3956         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3957         unsigned long nr = 0;
3958         enum lru_list lru;
3959
3960         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3961
3962         for_each_lru(lru) {
3963                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3964                         continue;
3965                 if (tree)
3966                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3967                 else
3968                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3969         }
3970         return nr;
3971 }
3972
3973 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3974                                              unsigned int lru_mask,
3975                                              bool tree)
3976 {
3977         unsigned long nr = 0;
3978         enum lru_list lru;
3979
3980         for_each_lru(lru) {
3981                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3982                         continue;
3983                 if (tree)
3984                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3985                 else
3986                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3987         }
3988         return nr;
3989 }
3990
3991 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3992 {
3993         struct numa_stat {
3994                 const char *name;
3995                 unsigned int lru_mask;
3996         };
3997
3998         static const struct numa_stat stats[] = {
3999                 { "total", LRU_ALL },
4000                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4001                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4002                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4003         };
4004         const struct numa_stat *stat;
4005         int nid;
4006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4007
4008         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4009                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4010                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4011                                                    false));
4012                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4013                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4014                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4015                                                         stat->lru_mask, false));
4016                 seq_putc(m, '\n');
4017         }
4018
4019         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4020
4021                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4022                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4023                                                    true));
4024                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4025                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4026                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4027                                                         stat->lru_mask, true));
4028                 seq_putc(m, '\n');
4029         }
4030
4031         return 0;
4032 }
4033 #endif /* CONFIG_NUMA */
4034
4035 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4036         NR_FILE_PAGES,
4037         NR_ANON_MAPPED,
4038 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4039         NR_ANON_THPS,
4040 #endif
4041         NR_SHMEM,
4042         NR_FILE_MAPPED,
4043         NR_FILE_DIRTY,
4044         NR_WRITEBACK,
4045         MEMCG_SWAP,
4046 };
4047
4048 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4049         "cache",
4050         "rss",
4051 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4052         "rss_huge",
4053 #endif
4054         "shmem",
4055         "mapped_file",
4056         "dirty",
4057         "writeback",
4058         "swap",
4059 };
4060
4061 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4062 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4063         PGPGIN,
4064         PGPGOUT,
4065         PGFAULT,
4066         PGMAJFAULT,
4067 };
4068
4069 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4070 {
4071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4072         unsigned long memory, memsw;
4073         struct mem_cgroup *mi;
4074         unsigned int i;
4075
4076         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4077
4078         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4079                 unsigned long nr;
4080
4081                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4082                         continue;
4083                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4084 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4085                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4086                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4087 #endif
4088                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4089         }
4090
4091         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4092                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4093                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4094
4095         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4096                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4097                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4098                            PAGE_SIZE);
4099
4100         /* Hierarchical information */
4101         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4102         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4103                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4104                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4105         }
4106         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4107                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4108         if (do_memsw_account())
4109                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4110                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4111
4112         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4113                 unsigned long nr;
4114
4115                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4116                         continue;
4117                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4118 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4119                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4120                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4121 #endif
4122                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4123                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4124         }
4125
4126         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4127                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4128                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4129                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4130
4131         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4132                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4133                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4134                            PAGE_SIZE);
4135
4136 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4137         {
4138                 pg_data_t *pgdat;
4139                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4140                 unsigned long anon_cost = 0;
4141                 unsigned long file_cost = 0;
4142
4143                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4144                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4145
4146                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4147                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4148                 }
4149                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4150                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4151         }
4152 #endif
4153
4154         return 0;
4155 }
4156
4157 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4158                                       struct cftype *cft)
4159 {
4160         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4161
4162         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4163 }
4164
4165 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4166                                        struct cftype *cft, u64 val)
4167 {
4168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4169
4170         if (val > 100)
4171                 return -EINVAL;
4172
4173         if (css->parent)
4174                 memcg->swappiness = val;
4175         else
4176                 vm_swappiness = val;
4177
4178         return 0;
4179 }
4180
4181 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4182 {
4183         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4184         unsigned long usage;
4185         int i;
4186
4187         rcu_read_lock();
4188         if (!swap)
4189                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4190         else
4191                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4192
4193         if (!t)
4194                 goto unlock;
4195
4196         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4197
4198         /*
4199          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4200          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4201          * call of __mem_cgroup_threshold().
4202          */
4203         i = t->current_threshold;
4204
4205         /*
4206          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4207          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4208          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4209          * only one element of the array here.
4210          */
4211         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4212                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4213
4214         /* i = current_threshold + 1 */
4215         i++;
4216
4217         /*
4218          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4219          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4220          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4221          * only one element of the array here.
4222          */
4223         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4224                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4225
4226         /* Update current_threshold */
4227         t->current_threshold = i - 1;
4228 unlock:
4229         rcu_read_unlock();
4230 }
4231
4232 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4233 {
4234         while (memcg) {
4235                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4236                 if (do_memsw_account())
4237                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4238
4239                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4240         }
4241 }
4242
4243 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4244 {
4245         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4246         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4247
4248         if (_a->threshold > _b->threshold)
4249                 return 1;
4250
4251         if (_a->threshold < _b->threshold)
4252                 return -1;
4253
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4258 {
4259         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4260
4261         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4262
4263         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4264                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4265
4266         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4267         return 0;
4268 }
4269
4270 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *iter;
4273
4274         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4275                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4276 }
4277
4278 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4279         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4280 {
4281         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4282         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4283         unsigned long threshold;
4284         unsigned long usage;
4285         int i, size, ret;
4286
4287         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4288         if (ret)
4289                 return ret;
4290
4291         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4292
4293         if (type == _MEM) {
4294                 thresholds = &memcg->thresholds;
4295                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4296         } else if (type == _MEMSWAP) {
4297                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4298                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4299         } else
4300                 BUG();
4301
4302         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4303         if (thresholds->primary)
4304                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4305
4306         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4307
4308         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4309         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4310         if (!new) {
4311                 ret = -ENOMEM;
4312                 goto unlock;
4313         }
4314         new->size = size;
4315
4316         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4317         if (thresholds->primary)
4318                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4319                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4320
4321         /* Add new threshold */
4322         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4323         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4324
4325         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4326         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4327                         compare_thresholds, NULL);
4328
4329         /* Find current threshold */
4330         new->current_threshold = -1;
4331         for (i = 0; i < size; i++) {
4332                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4333                         /*
4334                          * new->current_threshold will not be used until
4335                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4336                          * it here.
4337                          */
4338                         ++new->current_threshold;
4339                 } else
4340                         break;
4341         }
4342
4343         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4344         kfree(thresholds->spare);
4345         thresholds->spare = thresholds->primary;
4346
4347         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4348
4349         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4350         synchronize_rcu();
4351
4352 unlock:
4353         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4354
4355         return ret;
4356 }
4357
4358 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4359         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4360 {
4361         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4362 }
4363
4364 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4365         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4366 {
4367         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4368 }
4369
4370 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4371         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4372 {
4373         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4374         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4375         unsigned long usage;
4376         int i, j, size, entries;
4377
4378         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4379
4380         if (type == _MEM) {
4381                 thresholds = &memcg->thresholds;
4382                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4383         } else if (type == _MEMSWAP) {
4384                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4385                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4386         } else
4387                 BUG();
4388
4389         if (!thresholds->primary)
4390                 goto unlock;
4391
4392         /* Check if a threshold crossed before removing */
4393         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4394
4395         /* Calculate new number of threshold */
4396         size = entries = 0;
4397         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4398                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4399                         size++;
4400                 else
4401                         entries++;
4402         }
4403
4404         new = thresholds->spare;
4405
4406         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4407         if (!entries)
4408                 goto unlock;
4409
4410         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4411         if (!size) {
4412                 kfree(new);
4413                 new = NULL;
4414                 goto swap_buffers;
4415         }
4416
4417         new->size = size;
4418
4419         /* Copy thresholds and find current threshold */
4420         new->current_threshold = -1;
4421         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4422                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4423                         continue;
4424
4425                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4426                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4427                         /*
4428                          * new->current_threshold will not be used
4429                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4430                          * it here.
4431                          */
4432                         ++new->current_threshold;
4433                 }
4434                 j++;
4435         }
4436
4437 swap_buffers:
4438         /* Swap primary and spare array */
4439         thresholds->spare = thresholds->primary;
4440
4441         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4442
4443         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4444         synchronize_rcu();
4445
4446         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4447         if (!new) {
4448                 kfree(thresholds->spare);
4449                 thresholds->spare = NULL;
4450         }
4451 unlock:
4452         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4453 }
4454
4455 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4456         struct eventfd_ctx *eventfd)
4457 {
4458         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4459 }
4460
4461 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4462         struct eventfd_ctx *eventfd)
4463 {
4464         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4465 }
4466
4467 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4468         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4469 {
4470         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4471
4472         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4473         if (!event)
4474                 return -ENOMEM;
4475
4476         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4477
4478         event->eventfd = eventfd;
4479         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4480
4481         /* already in OOM ? */
4482         if (memcg->under_oom)
4483                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4484         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4485
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4490         struct eventfd_ctx *eventfd)
4491 {
4492         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4493
4494         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4495
4496         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4497                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4498                         list_del(&ev->list);
4499                         kfree(ev);
4500                 }
4501         }
4502
4503         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4504 }
4505
4506 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4507 {
4508         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4509
4510         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4511         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4512         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4513                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4514         return 0;
4515 }
4516
4517 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4518         struct cftype *cft, u64 val)
4519 {
4520         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4521
4522         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4523         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4524                 return -EINVAL;
4525
4526         memcg->oom_kill_disable = val;
4527         if (!val)
4528                 memcg_oom_recover(memcg);
4529
4530         return 0;
4531 }
4532
4533 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4534
4535 #include <trace/events/writeback.h>
4536
4537 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4538 {
4539         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4540 }
4541
4542 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4543 {
4544         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4545 }
4546
4547 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4548 {
4549         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4550 }
4551
4552 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4553 {
4554         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4555
4556         if (!memcg->css.parent)
4557                 return NULL;
4558
4559         return &memcg->cgwb_domain;
4560 }
4561
4562 /*
4563  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4564  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4565  */
4566 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4567 {
4568         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4569         int cpu;
4570
4571         for_each_online_cpu(cpu)
4572                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4573         if (x < 0)
4574                 x = 0;
4575         return x;
4576 }
4577
4578 /**
4579  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4580  * @wb: bdi_writeback in question
4581  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4582  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4583  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4584  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4585  *
4586  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4587  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4588  * is a bit more involved.
4589  *
4590  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4591  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4592  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4593  * available memory in the system.  The caller should further cap
4594  * *@pheadroom accordingly.
4595  */
4596 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4597                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4598                          unsigned long *pwriteback)
4599 {
4600         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4601         struct mem_cgroup *parent;
4602
4603         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4604
4605         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4606         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4607                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4608         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4609
4610         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4611                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4612                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4613                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4614
4615                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4616                 memcg = parent;
4617         }
4618 }
4619
4620 /*
4621  * Foreign dirty flushing
4622  *
4623  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4624  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4625  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4626  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4627  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4628  * different cgroups isn't a common use-case.
4629  *
4630  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4631  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4632  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4633  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4634  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4635  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4636  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4637  * make writeback of the dirty pages happen.
4638  *
4639  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4640  * severely throttled after making some progress after each
4641  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4642  * completely idle.
4643  *
4644  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4645  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4646  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4647  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4648  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4649  *
4650  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4651  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4652  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4653  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4654  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4655  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4656  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4657  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4658  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4659  *
4660  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4661  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4662  * records are lockless and racy.
4663  */
4664 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4665                                              struct bdi_writeback *wb)
4666 {
4667         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4668         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4669         u64 now = get_jiffies_64();
4670         u64 oldest_at = now;
4671         int oldest = -1;
4672         int i;
4673
4674         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4675
4676         /*
4677          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4678          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4679          * written out.
4680          */
4681         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4682                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4683                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4684                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4685                         break;
4686                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4687                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4688                         oldest = i;
4689                         oldest_at = frn->at;
4690                 }
4691         }
4692
4693         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4694                 /*
4695                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4696                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4697                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4698                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4699                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4700                  */
4701                 unsigned long update_intv =
4702                         min_t(unsigned long, HZ,
4703                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4704
4705                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4706                         frn->at = now;
4707         } else if (oldest >= 0) {
4708                 /* replace the oldest free one */
4709                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4710                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4711                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4712                 frn->at = now;
4713         }
4714 }
4715
4716 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4717 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4718 {
4719         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4720         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4721         u64 now = jiffies_64;
4722         int i;
4723
4724         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4725                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4726
4727                 /*
4728                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4729                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4730                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4731                  * already one in flight.
4732                  */
4733                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4734                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4735                         frn->at = 0;
4736                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4737                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4738                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4739                                                &frn->done);
4740                 }
4741         }
4742 }
4743
4744 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4745
4746 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4747 {
4748         return 0;
4749 }
4750
4751 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4752 {
4753 }
4754
4755 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4756 {
4757 }
4758
4759 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4760
4761 /*
4762  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4763  *
4764  * "cgroup.event_control" implementation.
4765  *
4766  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4767  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4768  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4769  *
4770  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4771  * possible.
4772  */
4773
4774 /*
4775  * Unregister event and free resources.
4776  *
4777  * Gets called from workqueue.
4778  */
4779 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4780 {
4781         struct mem_cgroup_event *event =
4782                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4783         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4784
4785         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4786
4787         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4788
4789         /* Notify userspace the event is going away. */
4790         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4791
4792         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4793         kfree(event);
4794         css_put(&memcg->css);
4795 }
4796
4797 /*
4798  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4799  *
4800  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4801  */
4802 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4803                             int sync, void *key)
4804 {
4805         struct mem_cgroup_event *event =
4806                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4807         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4808         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4809
4810         if (flags & EPOLLHUP) {
4811                 /*
4812                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4813                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4814                  * for us.
4815                  *
4816                  * We can't race against event freeing since the other
4817                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4818                  * which we hold.
4819                  */
4820                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4821                 if (!list_empty(&event->list)) {
4822                         list_del_init(&event->list);
4823                         /*
4824                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4825                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4826                          */
4827                         schedule_work(&event->remove);
4828                 }
4829                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4830         }
4831
4832         return 0;
4833 }
4834
4835 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4836                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4837 {
4838         struct mem_cgroup_event *event =
4839                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4840
4841         event->wqh = wqh;
4842         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4843 }
4844
4845 /*
4846  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4847  *
4848  * Parse input and register new cgroup event handler.
4849  *
4850  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4851  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4852  */
4853 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4854                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4855 {
4856         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4858         struct mem_cgroup_event *event;
4859         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4860         unsigned int efd, cfd;
4861         struct fd efile;
4862         struct fd cfile;
4863         const char *name;
4864         char *endp;
4865         int ret;
4866
4867         buf = strstrip(buf);
4868
4869         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4870         if (*endp != ' ')
4871                 return -EINVAL;
4872         buf = endp + 1;
4873
4874         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4875         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4876                 return -EINVAL;
4877         buf = endp + 1;
4878
4879         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4880         if (!event)
4881                 return -ENOMEM;
4882
4883         event->memcg = memcg;
4884         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4885         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4886         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4887         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4888
4889         efile = fdget(efd);
4890         if (!efile.file) {
4891                 ret = -EBADF;
4892                 goto out_kfree;
4893         }
4894
4895         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4896         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4897                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4898                 goto out_put_efile;
4899         }
4900
4901         cfile = fdget(cfd);
4902         if (!cfile.file) {
4903                 ret = -EBADF;
4904                 goto out_put_eventfd;
4905         }
4906
4907         /* the process need read permission on control file */
4908         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4909         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4910         if (ret < 0)
4911                 goto out_put_cfile;
4912
4913         /*
4914          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4915          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4916          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4917          * is for compatibility anyway.
4918          *
4919          * DO NOT ADD NEW FILES.
4920          */
4921         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4922
4923         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4924                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4925                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4926         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4927                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4928                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4929         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4930                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4931                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4932         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4933                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4934                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4935         } else {
4936                 ret = -EINVAL;
4937                 goto out_put_cfile;
4938         }
4939
4940         /*
4941          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4942          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4943          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4944          */
4945         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4946                                                &memory_cgrp_subsys);
4947         ret = -EINVAL;
4948         if (IS_ERR(cfile_css))
4949                 goto out_put_cfile;
4950         if (cfile_css != css) {
4951                 css_put(cfile_css);
4952                 goto out_put_cfile;
4953         }
4954
4955         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4956         if (ret)
4957                 goto out_put_css;
4958
4959         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4960
4961         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4962         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4963         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4964
4965         fdput(cfile);
4966         fdput(efile);
4967
4968         return nbytes;
4969
4970 out_put_css:
4971         css_put(css);
4972 out_put_cfile:
4973         fdput(cfile);
4974 out_put_eventfd:
4975         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4976 out_put_efile:
4977         fdput(efile);
4978 out_kfree:
4979         kfree(event);
4980
4981         return ret;
4982 }
4983
4984 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4985         {
4986                 .name = "usage_in_bytes",
4987                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4988                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4989         },
4990         {
4991                 .name = "max_usage_in_bytes",
4992                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4993                 .write = mem_cgroup_reset,
4994                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4995         },
4996         {
4997                 .name = "limit_in_bytes",
4998                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4999                 .write = mem_cgroup_write,
5000                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5001         },
5002         {
5003                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5004                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5005                 .write = mem_cgroup_write,
5006                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5007         },
5008         {
5009                 .name = "failcnt",
5010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5011                 .write = mem_cgroup_reset,
5012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5013         },
5014         {
5015                 .name = "stat",
5016                 .seq_show = memcg_stat_show,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "force_empty",
5020                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5021         },
5022         {
5023                 .name = "use_hierarchy",
5024                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5025                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5026         },
5027         {
5028                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5029                 .write = memcg_write_event_control,
5030                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5031         },
5032         {
5033                 .name = "swappiness",
5034                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5035                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5036         },
5037         {
5038                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5039                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5040                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5041         },
5042         {
5043                 .name = "oom_control",
5044                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5045                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5047         },
5048         {
5049                 .name = "pressure_level",
5050         },
5051 #ifdef CONFIG_NUMA
5052         {
5053                 .name = "numa_stat",
5054                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5055         },
5056 #endif
5057         {
5058                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5060                 .write = mem_cgroup_write,
5061                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5062         },
5063         {
5064                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5066                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5067         },
5068         {
5069                 .name = "kmem.failcnt",
5070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5071                 .write = mem_cgroup_reset,
5072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5077                 .write = mem_cgroup_reset,
5078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5079         },
5080 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5081         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5082         {
5083                 .name = "kmem.slabinfo",
5084                 .seq_show = memcg_slab_show,
5085         },
5086 #endif
5087         {
5088                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5090                 .write = mem_cgroup_write,
5091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5092         },
5093         {
5094                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5097         },
5098         {
5099                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5101                 .write = mem_cgroup_reset,
5102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5103         },
5104         {
5105                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5107                 .write = mem_cgroup_reset,
5108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5109         },
5110         { },    /* terminate */
5111 };
5112
5113 /*
5114  * Private memory cgroup IDR
5115  *
5116  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5117  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5118  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5119  * memory-controlled cgroups to 64k.
5120  *
5121  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5122  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5123  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5124  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5125  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5126  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5127  *
5128  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5129  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5130  * when the CSS is offlined.
5131  *
5132  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5133  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5134  * those references are manageable from userspace.
5135  */
5136
5137 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5138
5139 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5140 {
5141         if (memcg->id.id > 0) {
5142                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5143                 memcg->id.id = 0;
5144         }
5145 }
5146
5147 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5148                                                   unsigned int n)
5149 {
5150         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5151 }
5152
5153 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5154 {
5155         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5156                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5157
5158                 /* Memcg ID pins CSS */
5159                 css_put(&memcg->css);
5160         }
5161 }
5162
5163 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5164 {
5165         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5166 }
5167
5168 /**
5169  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5170  * @id: the memcg id to look up
5171  *
5172  * Caller must hold rcu_read_lock().
5173  */
5174 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5175 {
5176         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5177         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5178 }
5179
5180 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5181 {
5182         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5183         int tmp = node;
5184         /*
5185          * This routine is called against possible nodes.
5186          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5187          *
5188          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5189          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5190          *       function.
5191          */
5192         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5193                 tmp = -1;
5194         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5195         if (!pn)
5196                 return 1;
5197
5198         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5199                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5200         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5201                 kfree(pn);
5202                 return 1;
5203         }
5204
5205         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5206                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5207         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5208                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5209                 kfree(pn);
5210                 return 1;
5211         }
5212
5213         lruvec_init(&pn->lruvec);
5214         pn->usage_in_excess = 0;
5215         pn->on_tree = false;
5216         pn->memcg = memcg;
5217
5218         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5219         return 0;
5220 }
5221
5222 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5223 {
5224         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5225
5226         if (!pn)
5227                 return;
5228
5229         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5230         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5231         kfree(pn);
5232 }
5233
5234 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5235 {
5236         int node;
5237
5238         for_each_node(node)
5239                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5240         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5241         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5242         kfree(memcg);
5243 }
5244
5245 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5246 {
5247         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5248         /*
5249          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5250          * on parent's and all ancestor levels.
5251          */
5252         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5253         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5254         __mem_cgroup_free(memcg);
5255 }
5256
5257 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5258 {
5259         struct mem_cgroup *memcg;
5260         unsigned int size;
5261         int node;
5262         int __maybe_unused i;
5263         long error = -ENOMEM;
5264
5265         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5266         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5267
5268         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5269         if (!memcg)
5270                 return ERR_PTR(error);
5271
5272         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5273                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5274                                  GFP_KERNEL);
5275         if (memcg->id.id < 0) {
5276                 error = memcg->id.id;
5277                 goto fail;
5278         }
5279
5280         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5281                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5282         if (!memcg->vmstats_local)
5283                 goto fail;
5284
5285         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5286                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5287         if (!memcg->vmstats_percpu)
5288                 goto fail;
5289
5290         for_each_node(node)
5291                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5292                         goto fail;
5293
5294         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5295                 goto fail;
5296
5297         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5298         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5299         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5300         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5301         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5302         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5303         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5304         memcg->socket_pressure = jiffies;
5305 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5306         memcg->kmemcg_id = -1;
5307         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5308 #endif
5309 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5310         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5311         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5312                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5313                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5314 #endif
5315 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5316         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5317         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5318         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5319 #endif
5320         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5321         return memcg;
5322 fail:
5323         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5324         __mem_cgroup_free(memcg);
5325         return ERR_PTR(error);
5326 }
5327
5328 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5329 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5332         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5333         long error = -ENOMEM;
5334
5335         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5336         memcg = mem_cgroup_alloc();
5337         set_active_memcg(old_memcg);
5338         if (IS_ERR(memcg))
5339                 return ERR_CAST(memcg);
5340
5341         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5342         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5343         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5344         if (parent) {
5345                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5346                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5347         }
5348         if (!parent) {
5349                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5350                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5351                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5352                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5353         } else if (parent->use_hierarchy) {
5354                 memcg->use_hierarchy = true;
5355                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5356                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5357                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5358                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5359         } else {
5360                 page_counter_init(&memcg->memory, &root_mem_cgroup->memory);
5361                 page_counter_init(&memcg->swap, &root_mem_cgroup->swap);
5362                 page_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5363                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &root_mem_cgroup->tcpmem);
5364                 /*
5365                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5366                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5367                  * unfortunate state in our controller.
5368                  */
5369                 if (parent != root_mem_cgroup)
5370                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5371         }
5372
5373         /* The following stuff does not apply to the root */
5374         if (!parent) {
5375                 root_mem_cgroup = memcg;
5376                 return &memcg->css;
5377         }
5378
5379         error = memcg_online_kmem(memcg);
5380         if (error)
5381                 goto fail;
5382
5383         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5384                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5385
5386         return &memcg->css;
5387 fail:
5388         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5389         mem_cgroup_free(memcg);
5390         return ERR_PTR(error);
5391 }
5392
5393 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5394 {
5395         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5396
5397         /*
5398          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5399          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5400          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5401          */
5402         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5403                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5404                 return -ENOMEM;
5405         }
5406
5407         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5408         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5409         css_get(css);
5410         return 0;
5411 }
5412
5413 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5414 {
5415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5416         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5417
5418         /*
5419          * Unregister events and notify userspace.
5420          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5421          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5422          */
5423         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5424         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5425                 list_del_init(&event->list);
5426                 schedule_work(&event->remove);
5427         }
5428         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5429
5430         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5431         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5432
5433         memcg_offline_kmem(memcg);
5434         wb_memcg_offline(memcg);
5435
5436         drain_all_stock(memcg);
5437
5438         mem_cgroup_id_put(memcg);
5439 }
5440
5441 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5442 {
5443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5444
5445         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5446 }
5447
5448 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5449 {
5450         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5451         int __maybe_unused i;
5452
5453 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5454         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5455                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5456 #endif
5457         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5458                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5459
5460         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5461                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5462
5463         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5464         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5465         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5466         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5467         memcg_free_kmem(memcg);
5468         mem_cgroup_free(memcg);
5469 }
5470
5471 /**
5472  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5473  * @css: the target css
5474  *
5475  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5476  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5477  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5478  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5479  * made visible again.
5480  *
5481  * The current implementation only resets the essential configurations.
5482  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5483  */
5484 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5485 {
5486         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5487
5488         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5489         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5490         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5491         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5492         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5493         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5494         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5495         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5496         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5497         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5498 }
5499
5500 #ifdef CONFIG_MMU
5501 /* Handlers for move charge at task migration. */
5502 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5503 {
5504         int ret;
5505
5506         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5507         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5508         if (!ret) {
5509                 mc.precharge += count;
5510                 return ret;
5511         }
5512
5513         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5514         while (count--) {
5515                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5516                 if (ret)
5517                         return ret;
5518                 mc.precharge++;
5519                 cond_resched();
5520         }
5521         return 0;
5522 }
5523
5524 union mc_target {
5525         struct page     *page;
5526         swp_entry_t     ent;
5527 };
5528
5529 enum mc_target_type {
5530         MC_TARGET_NONE = 0,
5531         MC_TARGET_PAGE,
5532         MC_TARGET_SWAP,
5533         MC_TARGET_DEVICE,
5534 };
5535
5536 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5537                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5538 {
5539         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5540
5541         if (!page || !page_mapped(page))
5542                 return NULL;
5543         if (PageAnon(page)) {
5544                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5545                         return NULL;
5546         } else {
5547                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5548                         return NULL;
5549         }
5550         if (!get_page_unless_zero(page))
5551                 return NULL;
5552
5553         return page;
5554 }
5555
5556 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5557 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5558                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5559 {
5560         struct page *page = NULL;
5561         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5562
5563         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5564                 return NULL;
5565
5566         /*
5567          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5568          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5569          * as special swap entry in the CPU page table.
5570          */
5571         if (is_device_private_entry(ent)) {
5572                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5573                 /*
5574                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5575                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5576                  */
5577                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5578                         return NULL;
5579                 return page;
5580         }
5581
5582         if (non_swap_entry(ent))
5583                 return NULL;
5584
5585         /*
5586          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5587          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5588          */
5589         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5590         entry->val = ent.val;
5591
5592         return page;
5593 }
5594 #else
5595 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5596                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5597 {
5598         return NULL;
5599 }
5600 #endif
5601
5602 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5603                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5604 {
5605         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5606                 return NULL;
5607         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5608                 return NULL;
5609
5610         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5611         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5612         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5613                         linear_page_index(vma, addr));
5614 }
5615
5616 /**
5617  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5618  * @page: the page
5619  * @compound: charge the page as compound or small page
5620  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5621  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5622  *
5623  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5624  *
5625  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5626  * from old cgroup.
5627  */
5628 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5629                                    bool compound,
5630                                    struct mem_cgroup *from,
5631                                    struct mem_cgroup *to)
5632 {
5633         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5634         struct pglist_data *pgdat;
5635         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5636         int ret;
5637
5638         VM_BUG_ON(from == to);
5639         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5640         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5641
5642         /*
5643          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5644          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5645          */
5646         ret = -EBUSY;
5647         if (!trylock_page(page))
5648                 goto out;
5649
5650         ret = -EINVAL;
5651         if (page->mem_cgroup != from)
5652                 goto out_unlock;
5653
5654         pgdat = page_pgdat(page);
5655         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5656         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5657
5658         lock_page_memcg(page);
5659
5660         if (PageAnon(page)) {
5661                 if (page_mapped(page)) {
5662                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5663                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5664                         if (PageTransHuge(page)) {
5665                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5666                                                    -nr_pages);
5667                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5668                                                    nr_pages);
5669                         }
5670
5671                 }
5672         } else {
5673                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5674                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5675
5676                 if (PageSwapBacked(page)) {
5677                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5678                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5679                 }
5680
5681                 if (page_mapped(page)) {
5682                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5683                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5684                 }
5685
5686                 if (PageDirty(page)) {
5687                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5688
5689                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5690                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5691                                                    -nr_pages);
5692                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5693                                                    nr_pages);
5694                         }
5695                 }
5696         }
5697
5698         if (PageWriteback(page)) {
5699                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5700                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5701         }
5702
5703         /*
5704          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5705          *
5706          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5707          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5708          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5709          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5710          *
5711          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5712          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5713          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5714          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5715          */
5716         smp_mb();
5717
5718         css_get(&to->css);
5719         css_put(&from->css);
5720
5721         page->mem_cgroup = to;
5722
5723         __unlock_page_memcg(from);
5724
5725         ret = 0;
5726
5727         local_irq_disable();
5728         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5729         memcg_check_events(to, page);
5730         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5731         memcg_check_events(from, page);
5732         local_irq_enable();
5733 out_unlock:
5734         unlock_page(page);
5735 out:
5736         return ret;
5737 }
5738
5739 /**
5740  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5741  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5742  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5743  * @ptent: the pte to be checked
5744  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5745  *
5746  * Returns
5747  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5748  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5749  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5750  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5751  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5752  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5753  *     in target->ent.
5754  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5755  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5756  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5757  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5758  *     regular page.
5759  *
5760  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5761  *
5762  * Called with pte lock held.
5763  */
5764
5765 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5766                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5767 {
5768         struct page *page = NULL;
5769         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5770         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5771
5772         if (pte_present(ptent))
5773                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5774         else if (is_swap_pte(ptent))
5775                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5776         else if (pte_none(ptent))
5777                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5778
5779         if (!page && !ent.val)
5780                 return ret;
5781         if (page) {
5782                 /*
5783                  * Do only loose check w/o serialization.
5784                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5785                  * not under LRU exclusion.
5786                  */
5787                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5788                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5789                         if (is_device_private_page(page))
5790                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5791                         if (target)
5792                                 target->page = page;
5793                 }
5794                 if (!ret || !target)
5795                         put_page(page);
5796         }
5797         /*
5798          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5799          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5800          */
5801         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5802             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5803                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5804                 if (target)
5805                         target->ent = ent;
5806         }
5807         return ret;
5808 }
5809
5810 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5811 /*
5812  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5813  * not support them for now.
5814  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5815  */
5816 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5817                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5818 {
5819         struct page *page = NULL;
5820         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5821
5822         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5823                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5824                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5825                 return ret;
5826         }
5827         page = pmd_page(pmd);
5828         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5829         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5830                 return ret;
5831         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5832                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5833                 if (target) {
5834                         get_page(page);
5835                         target->page = page;
5836                 }
5837         }
5838         return ret;
5839 }
5840 #else
5841 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5842                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5843 {
5844         return MC_TARGET_NONE;
5845 }
5846 #endif
5847
5848 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5849                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5850                                         struct mm_walk *walk)
5851 {
5852         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5853         pte_t *pte;
5854         spinlock_t *ptl;
5855
5856         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5857         if (ptl) {
5858                 /*
5859                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5860                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5861                  * this might change.
5862                  */
5863                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5864                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5865                 spin_unlock(ptl);
5866                 return 0;
5867         }
5868
5869         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5870                 return 0;
5871         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5872         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5873                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5874                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5875         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5876         cond_resched();
5877
5878         return 0;
5879 }
5880
5881 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5882         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5883 };
5884
5885 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5886 {
5887         unsigned long precharge;
5888
5889         mmap_read_lock(mm);
5890         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5891         mmap_read_unlock(mm);
5892
5893         precharge = mc.precharge;
5894         mc.precharge = 0;
5895
5896         return precharge;
5897 }
5898
5899 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5900 {
5901         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5902
5903         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5904         mc.moving_task = current;
5905         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5906 }
5907
5908 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5909 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5910 {
5911         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5912         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5913
5914         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5915         if (mc.precharge) {
5916                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5917                 mc.precharge = 0;
5918         }
5919         /*
5920          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5921          * we must uncharge here.
5922          */
5923         if (mc.moved_charge) {
5924                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5925                 mc.moved_charge = 0;
5926         }
5927         /* we must fixup refcnts and charges */
5928         if (mc.moved_swap) {
5929                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5930                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5931                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5932
5933                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5934
5935                 /*
5936                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5937                  * should uncharge to->memory.
5938                  */
5939                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5940                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5941
5942                 mc.moved_swap = 0;
5943         }
5944         memcg_oom_recover(from);
5945         memcg_oom_recover(to);
5946         wake_up_all(&mc.waitq);
5947 }
5948
5949 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5950 {
5951         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5952
5953         /*
5954          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5955          * task migration.
5956          */
5957         mc.moving_task = NULL;
5958         __mem_cgroup_clear_mc();
5959         spin_lock(&mc.lock);
5960         mc.from = NULL;
5961         mc.to = NULL;
5962         mc.mm = NULL;
5963         spin_unlock(&mc.lock);
5964
5965         mmput(mm);
5966 }
5967
5968 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5969 {
5970         struct cgroup_subsys_state *css;
5971         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5972         struct mem_cgroup *from;
5973         struct task_struct *leader, *p;
5974         struct mm_struct *mm;
5975         unsigned long move_flags;
5976         int ret = 0;
5977
5978         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5979         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5980                 return 0;
5981
5982         /*
5983          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5984          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5985          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5986          * multiple.
5987          */
5988         p = NULL;
5989         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5990                 WARN_ON_ONCE(p);
5991                 p = leader;
5992                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5993         }
5994         if (!p)
5995                 return 0;
5996
5997         /*
5998          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5999          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6000          * So we need to save it, and keep it going.
6001          */
6002         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6003         if (!move_flags)
6004                 return 0;
6005
6006         from = mem_cgroup_from_task(p);
6007
6008         VM_BUG_ON(from == memcg);
6009
6010         mm = get_task_mm(p);
6011         if (!mm)
6012                 return 0;
6013         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6014         if (mm->owner == p) {
6015                 VM_BUG_ON(mc.from);
6016                 VM_BUG_ON(mc.to);
6017                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6018                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6019                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6020
6021                 spin_lock(&mc.lock);
6022                 mc.mm = mm;
6023                 mc.from = from;
6024                 mc.to = memcg;
6025                 mc.flags = move_flags;
6026                 spin_unlock(&mc.lock);
6027                 /* We set mc.moving_task later */
6028
6029                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6030                 if (ret)
6031                         mem_cgroup_clear_mc();
6032         } else {
6033                 mmput(mm);
6034         }
6035         return ret;
6036 }
6037
6038 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6039 {
6040         if (mc.to)
6041                 mem_cgroup_clear_mc();
6042 }
6043
6044 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6045                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6046                                 struct mm_walk *walk)
6047 {
6048         int ret = 0;
6049         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6050         pte_t *pte;
6051         spinlock_t *ptl;
6052         enum mc_target_type target_type;
6053         union mc_target target;
6054         struct page *page;
6055
6056         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6057         if (ptl) {
6058                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6059                         spin_unlock(ptl);
6060                         return 0;
6061                 }
6062                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6063                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6064                         page = target.page;
6065                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6066                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6067                                                              mc.from, mc.to)) {
6068                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6069                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6070                                 }
6071                                 putback_lru_page(page);
6072                         }
6073                         put_page(page);
6074                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6075                         page = target.page;
6076                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6077                                                      mc.from, mc.to)) {
6078                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6079                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6080                         }
6081                         put_page(page);
6082                 }
6083                 spin_unlock(ptl);
6084                 return 0;
6085         }
6086
6087         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6088                 return 0;
6089 retry:
6090         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6091         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6092                 pte_t ptent = *(pte++);
6093                 bool device = false;
6094                 swp_entry_t ent;
6095
6096                 if (!mc.precharge)
6097                         break;
6098
6099                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6100                 case MC_TARGET_DEVICE:
6101                         device = true;
6102                         fallthrough;
6103                 case MC_TARGET_PAGE:
6104                         page = target.page;
6105                         /*
6106                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6107                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6108                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6109                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6110                          */
6111                         if (PageTransCompound(page))
6112                                 goto put;
6113                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6114                                 goto put;
6115                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6116                                                 mc.from, mc.to)) {
6117                                 mc.precharge--;
6118                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6119                                 mc.moved_charge++;
6120                         }
6121                         if (!device)
6122                                 putback_lru_page(page);
6123 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6124                         put_page(page);
6125                         break;
6126                 case MC_TARGET_SWAP:
6127                         ent = target.ent;
6128                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6129                                 mc.precharge--;
6130                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6131                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6132                                 mc.moved_swap++;
6133                         }
6134                         break;
6135                 default:
6136                         break;
6137                 }
6138         }
6139         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6140         cond_resched();
6141
6142         if (addr != end) {
6143                 /*
6144                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6145                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6146                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6147                  * phase.
6148                  */
6149                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6150                 if (!ret)
6151                         goto retry;
6152         }
6153
6154         return ret;
6155 }
6156
6157 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6158         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6159 };
6160
6161 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6162 {
6163         lru_add_drain_all();
6164         /*
6165          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6166          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6167          * for already started RCU-only updates to finish.
6168          */
6169         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6170         synchronize_rcu();
6171 retry:
6172         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6173                 /*
6174                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6175                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6176                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6177                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6178                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6179                  */
6180                 __mem_cgroup_clear_mc();
6181                 cond_resched();
6182                 goto retry;
6183         }
6184         /*
6185          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6186          * additional charge, the page walk just aborts.
6187          */
6188         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6189                         NULL);
6190
6191         mmap_read_unlock(mc.mm);
6192         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6193 }
6194
6195 static void mem_cgroup_move_task(void)
6196 {
6197         if (mc.to) {
6198                 mem_cgroup_move_charge();
6199                 mem_cgroup_clear_mc();
6200         }
6201 }
6202 #else   /* !CONFIG_MMU */
6203 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6204 {
6205         return 0;
6206 }
6207 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6208 {
6209 }
6210 static void mem_cgroup_move_task(void)
6211 {
6212 }
6213 #endif
6214
6215 /*
6216  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6217  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6218  * attempt.
6219  */
6220 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6221 {
6222         /*
6223          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6224          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6225          * on for the root memcg is enough.
6226          */
6227         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6228                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6229         else
6230                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6231 }
6232
6233 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6234 {
6235         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6236                 seq_puts(m, "max\n");
6237         else
6238                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6239
6240         return 0;
6241 }
6242
6243 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6244                                struct cftype *cft)
6245 {
6246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6247
6248         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6249 }
6250
6251 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6252 {
6253         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6254                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6255 }
6256
6257 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6258                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6259 {
6260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6261         unsigned long min;
6262         int err;
6263
6264         buf = strstrip(buf);
6265         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6266         if (err)
6267                 return err;
6268
6269         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6270
6271         return nbytes;
6272 }
6273
6274 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6275 {
6276         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6277                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6278 }
6279
6280 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6281                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6282 {
6283         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6284         unsigned long low;
6285         int err;
6286
6287         buf = strstrip(buf);
6288         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6289         if (err)
6290                 return err;
6291
6292         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6293
6294         return nbytes;
6295 }
6296
6297 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6298 {
6299         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6300                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6301 }
6302
6303 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6304                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6305 {
6306         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6307         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6308         bool drained = false;
6309         unsigned long high;
6310         int err;
6311
6312         buf = strstrip(buf);
6313         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6314         if (err)
6315                 return err;
6316
6317         for (;;) {
6318                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6319                 unsigned long reclaimed;
6320
6321                 if (nr_pages <= high)
6322                         break;
6323
6324                 if (signal_pending(current))
6325                         break;
6326
6327                 if (!drained) {
6328                         drain_all_stock(memcg);
6329                         drained = true;
6330                         continue;
6331                 }
6332
6333                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6334                                                          GFP_KERNEL, true);
6335
6336                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6337                         break;
6338         }
6339
6340         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6341
6342         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6343
6344         return nbytes;
6345 }
6346
6347 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6348 {
6349         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6350                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6351 }
6352
6353 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6354                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6355 {
6356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6357         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6358         bool drained = false;
6359         unsigned long max;
6360         int err;
6361
6362         buf = strstrip(buf);
6363         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6364         if (err)
6365                 return err;
6366
6367         xchg(&memcg->memory.max, max);
6368
6369         for (;;) {
6370                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6371
6372                 if (nr_pages <= max)
6373                         break;
6374
6375                 if (signal_pending(current))
6376                         break;
6377
6378                 if (!drained) {
6379                         drain_all_stock(memcg);
6380                         drained = true;
6381                         continue;
6382                 }
6383
6384                 if (nr_reclaims) {
6385                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6386                                                           GFP_KERNEL, true))
6387                                 nr_reclaims--;
6388                         continue;
6389                 }
6390
6391                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6392                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6393                         break;
6394         }
6395
6396         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6397         return nbytes;
6398 }
6399
6400 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6401 {
6402         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6403         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6404         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6405         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6406         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6407                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6408 }
6409
6410 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6411 {
6412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6413
6414         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6415         return 0;
6416 }
6417
6418 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6419 {
6420         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6421
6422         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6423         return 0;
6424 }
6425
6426 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6427 {
6428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6429         char *buf;
6430
6431         buf = memory_stat_format(memcg);
6432         if (!buf)
6433                 return -ENOMEM;
6434         seq_puts(m, buf);
6435         kfree(buf);
6436         return 0;
6437 }
6438
6439 #ifdef CONFIG_NUMA
6440 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6441 {
6442         int i;
6443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6444
6445         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6446                 int nid;
6447
6448                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6449                         continue;
6450
6451                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6452                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6453                         u64 size;
6454                         struct lruvec *lruvec;
6455
6456                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6457                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6458                         size *= memory_stats[i].ratio;
6459                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6460                 }
6461                 seq_putc(m, '\n');
6462         }
6463
6464         return 0;
6465 }
6466 #endif
6467
6468 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6469 {
6470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6471
6472         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6473
6474         return 0;
6475 }
6476
6477 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6478                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6479 {
6480         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6481         int ret, oom_group;
6482
6483         buf = strstrip(buf);
6484         if (!buf)
6485                 return -EINVAL;
6486
6487         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6488         if (ret)
6489                 return ret;
6490
6491         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6492                 return -EINVAL;
6493
6494         memcg->oom_group = oom_group;
6495
6496         return nbytes;
6497 }
6498
6499 static struct cftype memory_files[] = {
6500         {
6501                 .name = "current",
6502                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6503                 .read_u64 = memory_current_read,
6504         },
6505         {
6506                 .name = "min",
6507                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6508                 .seq_show = memory_min_show,
6509                 .write = memory_min_write,
6510         },
6511         {
6512                 .name = "low",
6513                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6514                 .seq_show = memory_low_show,
6515                 .write = memory_low_write,
6516         },
6517         {
6518                 .name = "high",
6519                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6520                 .seq_show = memory_high_show,
6521                 .write = memory_high_write,
6522         },
6523         {
6524                 .name = "max",
6525                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6526                 .seq_show = memory_max_show,
6527                 .write = memory_max_write,
6528         },
6529         {
6530                 .name = "events",
6531                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6532                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6533                 .seq_show = memory_events_show,
6534         },
6535         {
6536                 .name = "events.local",
6537                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6538                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6539                 .seq_show = memory_events_local_show,
6540         },
6541         {
6542                 .name = "stat",
6543                 .seq_show = memory_stat_show,
6544         },
6545 #ifdef CONFIG_NUMA
6546         {
6547                 .name = "numa_stat",
6548                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6549         },
6550 #endif
6551         {
6552                 .name = "oom.group",
6553                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6554                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6555                 .write = memory_oom_group_write,
6556         },
6557         { }     /* terminate */
6558 };
6559
6560 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6561         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6562         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6563         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6564         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6565         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6566         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6567         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6568         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6569         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6570         .bind = mem_cgroup_bind,
6571         .dfl_cftypes = memory_files,
6572         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6573         .early_init = 0,
6574 };
6575
6576 /*
6577  * This function calculates an individual cgroup's effective
6578  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6579  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6580  * distribution in the tree.
6581  *
6582  * The following rules apply to the effective protection values:
6583  *
6584  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6585  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6586  *
6587  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6588  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6589  *    parent's effective protection.
6590  *
6591  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6592  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6593  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6594  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6595  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6596  *
6597  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6598  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6599  *    the unused remainder is available to its siblings.
6600  *
6601  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6602  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6603  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6604  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6605  *
6606  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6607  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6608  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6609  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6610  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6611  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6612  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6613  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6614  *
6615  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6616  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6617  * neighboring subtrees.
6618  */
6619 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6620                                           unsigned long parent_usage,
6621                                           unsigned long setting,
6622                                           unsigned long parent_effective,
6623                                           unsigned long siblings_protected)
6624 {
6625         unsigned long protected;
6626         unsigned long ep;
6627
6628         protected = min(usage, setting);
6629         /*
6630          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6631          * protection then what the parent affords them, distribute
6632          * shares in proportion to utilization.
6633          *
6634          * We are using actual utilization rather than the statically
6635          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6636          * but unused protection is available to siblings that would
6637          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6638          */
6639         if (siblings_protected > parent_effective)
6640                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6641
6642         /*
6643          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6644          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6645          * and utilizes is effectively protected.
6646          *
6647          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6648          * will apply pressure in proportion to that amount.
6649          *
6650          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6651          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6652          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6653          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6654          * protection is always dependent on how memory is actually
6655          * consumed among the siblings anyway.
6656          */
6657         ep = protected;
6658
6659         /*
6660          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6661          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6662          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6663          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6664          * other compete freely over the allowance, but they are
6665          * collectively protected from neighboring trees.
6666          *
6667          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6668          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6669          * the same bytes twice.
6670          *
6671          * Check both usage and parent_usage against the respective
6672          * protected values. One should imply the other, but they
6673          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6674          */
6675         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6676                 return ep;
6677         if (parent_effective > siblings_protected &&
6678             parent_usage > siblings_protected &&
6679             usage > protected) {
6680                 unsigned long unclaimed;
6681
6682                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6683                 unclaimed *= usage - protected;
6684                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6685
6686                 ep += unclaimed;
6687         }
6688
6689         return ep;
6690 }
6691
6692 /**
6693  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6694  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6695  * @memcg: the memory cgroup to check
6696  *
6697  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6698  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6699  */
6700 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6701                                      struct mem_cgroup *memcg)
6702 {
6703         unsigned long usage, parent_usage;
6704         struct mem_cgroup *parent;
6705
6706         if (mem_cgroup_disabled())
6707                 return;
6708
6709         if (!root)
6710                 root = root_mem_cgroup;
6711
6712         /*
6713          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6714          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6715          * details.
6716          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6717          * that special casing.
6718          */
6719         if (memcg == root)
6720                 return;
6721
6722         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6723         if (!usage)
6724                 return;
6725
6726         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6727         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6728         if (!parent)
6729                 return;
6730
6731         if (parent == root) {
6732                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6733                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6734                 return;
6735         }
6736
6737         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6738
6739         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6740                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6741                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6742                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6743
6744         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6745                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6746                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6747                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6748 }
6749
6750 /**
6751  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6752  * @page: page to charge
6753  * @mm: mm context of the victim
6754  * @gfp_mask: reclaim mode
6755  *
6756  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6757  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6758  *
6759  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6760  */
6761 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6762 {
6763         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6764         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6765         int ret = 0;
6766
6767         if (mem_cgroup_disabled())
6768                 goto out;
6769
6770         if (PageSwapCache(page)) {
6771                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6772                 unsigned short id;
6773
6774                 /*
6775                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6776                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6777                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6778                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6779                  * in turn serializes uncharging.
6780                  */
6781                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6782                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6783                         goto out;
6784
6785                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6786                 rcu_read_lock();
6787                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6788                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6789                         memcg = NULL;
6790                 rcu_read_unlock();
6791         }
6792
6793         if (!memcg)
6794                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6795
6796         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6797         if (ret)
6798                 goto out_put;
6799
6800         css_get(&memcg->css);
6801         commit_charge(page, memcg);
6802
6803         local_irq_disable();
6804         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6805         memcg_check_events(memcg, page);
6806         local_irq_enable();
6807
6808         if (PageSwapCache(page)) {
6809                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6810                 /*
6811                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6812                  * let's not wait for it.  The page already received a
6813                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6814                  */
6815                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6816         }
6817
6818 out_put:
6819         css_put(&memcg->css);
6820 out:
6821         return ret;
6822 }
6823
6824 struct uncharge_gather {
6825         struct mem_cgroup *memcg;
6826         unsigned long nr_pages;
6827         unsigned long pgpgout;
6828         unsigned long nr_kmem;
6829         struct page *dummy_page;
6830 };
6831
6832 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6833 {
6834         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6835 }
6836
6837 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6838 {
6839         unsigned long flags;
6840
6841         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6842                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6843                 if (do_memsw_account())
6844                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6845                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6846                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6847                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6848         }
6849
6850         local_irq_save(flags);
6851         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6852         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6853         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6854         local_irq_restore(flags);
6855
6856         /* drop reference from uncharge_page */
6857         css_put(&ug->memcg->css);
6858 }
6859
6860 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6861 {
6862         unsigned long nr_pages;
6863
6864         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6865
6866         if (!page->mem_cgroup)
6867                 return;
6868
6869         /*
6870          * Nobody should be changing or seriously looking at
6871          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6872          * exclusive access to the page.
6873          */
6874
6875         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6876                 if (ug->memcg) {
6877                         uncharge_batch(ug);
6878                         uncharge_gather_clear(ug);
6879                 }
6880                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6881
6882                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6883                 css_get(&ug->memcg->css);
6884         }
6885
6886         nr_pages = compound_nr(page);
6887         ug->nr_pages += nr_pages;
6888
6889         if (!PageKmemcg(page)) {
6890                 ug->pgpgout++;
6891         } else {
6892                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6893                 __ClearPageKmemcg(page);
6894         }
6895
6896         ug->dummy_page = page;
6897         page->mem_cgroup = NULL;
6898         css_put(&ug->memcg->css);
6899 }
6900
6901 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6902 {
6903         struct uncharge_gather ug;
6904         struct list_head *next;
6905
6906         uncharge_gather_clear(&ug);
6907
6908         /*
6909          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6910          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6911          */
6912         next = page_list->next;
6913         do {
6914                 struct page *page;
6915
6916                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6917                 next = page->lru.next;
6918
6919                 uncharge_page(page, &ug);
6920         } while (next != page_list);
6921
6922         if (ug.memcg)
6923                 uncharge_batch(&ug);
6924 }
6925
6926 /**
6927  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6928  * @page: page to uncharge
6929  *
6930  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6931  */
6932 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6933 {
6934         struct uncharge_gather ug;
6935
6936         if (mem_cgroup_disabled())
6937                 return;
6938
6939         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6940         if (!page->mem_cgroup)
6941                 return;
6942
6943         uncharge_gather_clear(&ug);
6944         uncharge_page(page, &ug);
6945         uncharge_batch(&ug);
6946 }
6947
6948 /**
6949  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6950  * @page_list: list of pages to uncharge
6951  *
6952  * Uncharge a list of pages previously charged with
6953  * mem_cgroup_charge().
6954  */
6955 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6956 {
6957         if (mem_cgroup_disabled())
6958                 return;
6959
6960         if (!list_empty(page_list))
6961                 uncharge_list(page_list);
6962 }
6963
6964 /**
6965  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6966  * @oldpage: currently circulating page
6967  * @newpage: replacement page
6968  *
6969  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6970  * be uncharged upon free.
6971  *
6972  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6973  */
6974 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6975 {
6976         struct mem_cgroup *memcg;
6977         unsigned int nr_pages;
6978         unsigned long flags;
6979
6980         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6981         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6982         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6983         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6984                        newpage);
6985
6986         if (mem_cgroup_disabled())
6987                 return;
6988
6989         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6990         if (newpage->mem_cgroup)
6991                 return;
6992
6993         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6994         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6995         if (!memcg)
6996                 return;
6997
6998         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6999         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7000
7001         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7002         if (do_memsw_account())
7003                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7004
7005         css_get(&memcg->css);
7006         commit_charge(newpage, memcg);
7007
7008         local_irq_save(flags);
7009         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7010         memcg_check_events(memcg, newpage);
7011         local_irq_restore(flags);
7012 }
7013
7014 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7015 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7016
7017 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7018 {
7019         struct mem_cgroup *memcg;
7020
7021         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7022                 return;
7023
7024         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7025         if (in_interrupt())
7026                 return;
7027
7028         rcu_read_lock();
7029         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7030         if (memcg == root_mem_cgroup)
7031                 goto out;
7032         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7033                 goto out;
7034         if (css_tryget(&memcg->css))
7035                 sk->sk_memcg = memcg;
7036 out:
7037         rcu_read_unlock();
7038 }
7039
7040 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7041 {
7042         if (sk->sk_memcg)
7043                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7044 }
7045
7046 /**
7047  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7048  * @memcg: memcg to charge
7049  * @nr_pages: number of pages to charge
7050  *
7051  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7052  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7053  */
7054 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7055 {
7056         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7057
7058         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7059                 struct page_counter *fail;
7060
7061                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7062                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7063                         return true;
7064                 }
7065                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7066                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7067                 return false;
7068         }
7069
7070         /* Don't block in the packet receive path */
7071         if (in_softirq())
7072                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7073
7074         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7075
7076         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7077                 return true;
7078
7079         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7080         return false;
7081 }
7082
7083 /**
7084  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7085  * @memcg: memcg to uncharge
7086  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7087  */
7088 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7089 {
7090         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7091                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7092                 return;
7093         }
7094
7095         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7096
7097         refill_stock(memcg, nr_pages);
7098 }
7099
7100 static int __init cgroup_memory(char *s)
7101 {
7102         char *token;
7103
7104         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7105                 if (!*token)
7106                         continue;
7107                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7108                         cgroup_memory_nosocket = true;
7109                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7110                         cgroup_memory_nokmem = true;
7111         }
7112         return 0;
7113 }
7114 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7115
7116 /*
7117  * subsys_initcall() for memory controller.
7118  *
7119  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7120  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7121  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7122  * should be initialized from here.
7123  */
7124 static int __init mem_cgroup_init(void)
7125 {
7126         int cpu, node;
7127
7128         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7129                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7130
7131         for_each_possible_cpu(cpu)
7132                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7133                           drain_local_stock);
7134
7135         for_each_node(node) {
7136                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7137
7138                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7139                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7140
7141                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7142                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7143                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7144                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7145         }
7146
7147         return 0;
7148 }
7149 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7150
7151 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7152 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7153 {
7154         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7155                 /*
7156                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7157                  * always be >= 1.
7158                  */
7159                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7160                         VM_BUG_ON(1);
7161                         break;
7162                 }
7163                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7164                 if (!memcg)
7165                         memcg = root_mem_cgroup;
7166         }
7167         return memcg;
7168 }
7169
7170 /**
7171  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7172  * @page: page whose memsw charge to transfer
7173  * @entry: swap entry to move the charge to
7174  *
7175  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7176  */
7177 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7178 {
7179         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7180         unsigned int nr_entries;
7181         unsigned short oldid;
7182
7183         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7184         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7185
7186         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7187                 return;
7188
7189         memcg = page->mem_cgroup;
7190
7191         /* Readahead page, never charged */
7192         if (!memcg)
7193                 return;
7194
7195         /*
7196          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7197          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7198          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7199          */
7200         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7201         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7202         /* Get references for the tail pages, too */
7203         if (nr_entries > 1)
7204                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7205         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7206                                    nr_entries);
7207         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7208         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7209
7210         page->mem_cgroup = NULL;
7211
7212         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7213                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7214
7215         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7216                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7217                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7218                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7219         }
7220
7221         /*
7222          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7223          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7224          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7225          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7226          */
7227         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7228         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7229         memcg_check_events(memcg, page);
7230
7231         css_put(&memcg->css);
7232 }
7233
7234 /**
7235  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7236  * @page: page being added to swap
7237  * @entry: swap entry to charge
7238  *
7239  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7240  *
7241  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7242  */
7243 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7244 {
7245         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7246         struct page_counter *counter;
7247         struct mem_cgroup *memcg;
7248         unsigned short oldid;
7249
7250         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7251                 return 0;
7252
7253         memcg = page->mem_cgroup;
7254
7255         /* Readahead page, never charged */
7256         if (!memcg)
7257                 return 0;
7258
7259         if (!entry.val) {
7260                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7261                 return 0;
7262         }
7263
7264         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7265
7266         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7267             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7268                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7269                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7270                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7271                 return -ENOMEM;
7272         }
7273
7274         /* Get references for the tail pages, too */
7275         if (nr_pages > 1)
7276                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7277         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7278         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7279         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7280
7281         return 0;
7282 }
7283
7284 /**
7285  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7286  * @entry: swap entry to uncharge
7287  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7288  */
7289 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7290 {
7291         struct mem_cgroup *memcg;
7292         unsigned short id;
7293
7294         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7295         rcu_read_lock();
7296         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7297         if (memcg) {
7298                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7299                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7300                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7301                         else
7302                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7303                 }
7304                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7305                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7306         }
7307         rcu_read_unlock();
7308 }
7309
7310 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7311 {
7312         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7313
7314         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7315                 return nr_swap_pages;
7316         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7317                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7318                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7319                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7320         return nr_swap_pages;
7321 }
7322
7323 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7324 {
7325         struct mem_cgroup *memcg;
7326
7327         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7328
7329         if (vm_swap_full())
7330                 return true;
7331         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7332                 return false;
7333
7334         memcg = page->mem_cgroup;
7335         if (!memcg)
7336                 return false;
7337
7338         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7339                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7340
7341                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7342                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7343                         return true;
7344         }
7345
7346         return false;
7347 }
7348
7349 static int __init setup_swap_account(char *s)
7350 {
7351         if (!strcmp(s, "1"))
7352                 cgroup_memory_noswap = 0;
7353         else if (!strcmp(s, "0"))
7354                 cgroup_memory_noswap = 1;
7355         return 1;
7356 }
7357 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7358
7359 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7360                              struct cftype *cft)
7361 {
7362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7363
7364         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7365 }
7366
7367 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7368 {
7369         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7370                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7371 }
7372
7373 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7374                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7375 {
7376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7377         unsigned long high;
7378         int err;
7379
7380         buf = strstrip(buf);
7381         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7382         if (err)
7383                 return err;
7384
7385         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7386
7387         return nbytes;
7388 }
7389
7390 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7391 {
7392         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7393                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7394 }
7395
7396 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7397                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7398 {
7399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7400         unsigned long max;
7401         int err;
7402
7403         buf = strstrip(buf);
7404         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7405         if (err)
7406                 return err;
7407
7408         xchg(&memcg->swap.max, max);
7409
7410         return nbytes;
7411 }
7412
7413 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7414 {
7415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7416
7417         seq_printf(m, "high %lu\n",
7418                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7419         seq_printf(m, "max %lu\n",
7420                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7421         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7422                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7423
7424         return 0;
7425 }
7426
7427 static struct cftype swap_files[] = {
7428         {
7429                 .name = "swap.current",
7430                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7431                 .read_u64 = swap_current_read,
7432         },
7433         {
7434                 .name = "swap.high",
7435                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7436                 .seq_show = swap_high_show,
7437                 .write = swap_high_write,
7438         },
7439         {
7440                 .name = "swap.max",
7441                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7442                 .seq_show = swap_max_show,
7443                 .write = swap_max_write,
7444         },
7445         {
7446                 .name = "swap.events",
7447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7448                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7449                 .seq_show = swap_events_show,
7450         },
7451         { }     /* terminate */
7452 };
7453
7454 static struct cftype memsw_files[] = {
7455         {
7456                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7457                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7458                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7459         },
7460         {
7461                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7462                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7463                 .write = mem_cgroup_reset,
7464                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7465         },
7466         {
7467                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7468                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7469                 .write = mem_cgroup_write,
7470                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7471         },
7472         {
7473                 .name = "memsw.failcnt",
7474                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7475                 .write = mem_cgroup_reset,
7476                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7477         },
7478         { },    /* terminate */
7479 };
7480
7481 /*
7482  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7483  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7484  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7485  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7486  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7487  */
7488 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7489 {
7490         /* No memory control -> no swap control */
7491         if (mem_cgroup_disabled())
7492                 cgroup_memory_noswap = true;
7493
7494         if (cgroup_memory_noswap)
7495                 return 0;
7496
7497         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7498         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7499
7500         return 0;
7501 }
7502 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7503
7504 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */