mm/lru: replace pgdat lru_lock with lruvec lock
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page->mem_cgroup;
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page->mem_cgroup;
567
568         /*
569          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
570          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
571          * In this case the page is shared and doesn't belong
572          * to any specific memory cgroup.
573          */
574         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
575                 memcg = NULL;
576
577         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
578                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
579         if (memcg)
580                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
581         rcu_read_unlock();
582         return ino;
583 }
584
585 static struct mem_cgroup_per_node *
586 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
587 {
588         int nid = page_to_nid(page);
589
590         return memcg->nodeinfo[nid];
591 }
592
593 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
594 soft_limit_tree_node(int nid)
595 {
596         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
597 }
598
599 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
600 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
601 {
602         int nid = page_to_nid(page);
603
604         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
605 }
606
607 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
608                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
609                                          unsigned long new_usage_in_excess)
610 {
611         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
612         struct rb_node *parent = NULL;
613         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
614         bool rightmost = true;
615
616         if (mz->on_tree)
617                 return;
618
619         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
620         if (!mz->usage_in_excess)
621                 return;
622         while (*p) {
623                 parent = *p;
624                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
625                                         tree_node);
626                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
627                         p = &(*p)->rb_left;
628                         rightmost = false;
629                 } else {
630                         p = &(*p)->rb_right;
631                 }
632         }
633
634         if (rightmost)
635                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
636
637         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
638         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
639         mz->on_tree = true;
640 }
641
642 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
643                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
644 {
645         if (!mz->on_tree)
646                 return;
647
648         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
649                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
650
651         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
652         mz->on_tree = false;
653 }
654
655 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
656                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
657 {
658         unsigned long flags;
659
660         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
661         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
662         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
663 }
664
665 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
666 {
667         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
668         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
669         unsigned long excess = 0;
670
671         if (nr_pages > soft_limit)
672                 excess = nr_pages - soft_limit;
673
674         return excess;
675 }
676
677 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
678 {
679         unsigned long excess;
680         struct mem_cgroup_per_node *mz;
681         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
682
683         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
684         if (!mctz)
685                 return;
686         /*
687          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
688          * because their event counter is not touched.
689          */
690         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
691                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
692                 excess = soft_limit_excess(memcg);
693                 /*
694                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
695                  * mem is over its softlimit.
696                  */
697                 if (excess || mz->on_tree) {
698                         unsigned long flags;
699
700                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
701                         /* if on-tree, remove it */
702                         if (mz->on_tree)
703                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
704                         /*
705                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
706                          * If excess is 0, no tree ops.
707                          */
708                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
709                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
710                 }
711         }
712 }
713
714 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
715 {
716         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
717         struct mem_cgroup_per_node *mz;
718         int nid;
719
720         for_each_node(nid) {
721                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
722                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
723                 if (mctz)
724                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
725         }
726 }
727
728 static struct mem_cgroup_per_node *
729 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
730 {
731         struct mem_cgroup_per_node *mz;
732
733 retry:
734         mz = NULL;
735         if (!mctz->rb_rightmost)
736                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
737
738         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
739                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
740         /*
741          * Remove the node now but someone else can add it back,
742          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
743          * position in the tree.
744          */
745         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
746         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
747             !css_tryget(&mz->memcg->css))
748                 goto retry;
749 done:
750         return mz;
751 }
752
753 static struct mem_cgroup_per_node *
754 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
755 {
756         struct mem_cgroup_per_node *mz;
757
758         spin_lock_irq(&mctz->lock);
759         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
760         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
761         return mz;
762 }
763
764 /**
765  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
766  * @memcg: the memory cgroup
767  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
768  * @val: delta to add to the counter, can be negative
769  */
770 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
771 {
772         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
773
774         if (mem_cgroup_disabled())
775                 return;
776
777         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
778                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
779
780         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
781         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
782                 struct mem_cgroup *mi;
783
784                 /*
785                  * Batch local counters to keep them in sync with
786                  * the hierarchical ones.
787                  */
788                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
789                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
790                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
791                 x = 0;
792         }
793         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
794 }
795
796 static struct mem_cgroup_per_node *
797 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
798 {
799         struct mem_cgroup *parent;
800
801         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
802         if (!parent)
803                 return NULL;
804         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
805 }
806
807 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
808                               int val)
809 {
810         struct mem_cgroup_per_node *pn;
811         struct mem_cgroup *memcg;
812         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
813
814         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
815         memcg = pn->memcg;
816
817         /* Update memcg */
818         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
819
820         /* Update lruvec */
821         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
822
823         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
824                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
825
826         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
827         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
828                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
829                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
830
831                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
832                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
833                 x = 0;
834         }
835         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
836 }
837
838 /**
839  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
840  * @lruvec: the lruvec
841  * @idx: the stat item
842  * @val: delta to add to the counter, can be negative
843  *
844  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
845  * function updates the all three counters that are affected by a
846  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
847  */
848 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
849                         int val)
850 {
851         /* Update node */
852         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
853
854         /* Update memcg and lruvec */
855         if (!mem_cgroup_disabled())
856                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
857 }
858
859 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
860                              int val)
861 {
862         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
863         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
864         struct lruvec *lruvec;
865
866         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
867         if (!head->mem_cgroup) {
868                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
869                 return;
870         }
871
872         lruvec = mem_cgroup_lruvec(head->mem_cgroup, pgdat);
873         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
874 }
875 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
876
877 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
878 {
879         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
880         struct mem_cgroup *memcg;
881         struct lruvec *lruvec;
882
883         rcu_read_lock();
884         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
885
886         /*
887          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
888          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
889          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
890          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
891          */
892         if (!memcg) {
893                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
894         } else {
895                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
896                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
897         }
898         rcu_read_unlock();
899 }
900
901 /**
902  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
903  * @memcg: the memory cgroup
904  * @idx: the event item
905  * @count: the number of events that occured
906  */
907 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
908                           unsigned long count)
909 {
910         unsigned long x;
911
912         if (mem_cgroup_disabled())
913                 return;
914
915         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
916         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
917                 struct mem_cgroup *mi;
918
919                 /*
920                  * Batch local counters to keep them in sync with
921                  * the hierarchical ones.
922                  */
923                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
924                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
925                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
926                 x = 0;
927         }
928         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
929 }
930
931 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
932 {
933         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
934 }
935
936 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
937 {
938         long x = 0;
939         int cpu;
940
941         for_each_possible_cpu(cpu)
942                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
943         return x;
944 }
945
946 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
947                                          struct page *page,
948                                          int nr_pages)
949 {
950         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
951         if (nr_pages > 0)
952                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
953         else {
954                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
955                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
956         }
957
958         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
959 }
960
961 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
962                                        enum mem_cgroup_events_target target)
963 {
964         unsigned long val, next;
965
966         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
967         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
968         /* from time_after() in jiffies.h */
969         if ((long)(next - val) < 0) {
970                 switch (target) {
971                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
972                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
973                         break;
974                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
975                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
976                         break;
977                 default:
978                         break;
979                 }
980                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
981                 return true;
982         }
983         return false;
984 }
985
986 /*
987  * Check events in order.
988  *
989  */
990 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
991 {
992         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
993         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
994                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
995                 bool do_softlimit;
996
997                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
998                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
999                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1000                 if (unlikely(do_softlimit))
1001                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1002         }
1003 }
1004
1005 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1006 {
1007         /*
1008          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1009          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1010          * So this can be called with p == NULL.
1011          */
1012         if (unlikely(!p))
1013                 return NULL;
1014
1015         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1018
1019 /**
1020  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1021  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1022  *
1023  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1024  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1025  * returned.
1026  */
1027 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1028 {
1029         struct mem_cgroup *memcg;
1030
1031         if (mem_cgroup_disabled())
1032                 return NULL;
1033
1034         rcu_read_lock();
1035         do {
1036                 /*
1037                  * Page cache insertions can happen withou an
1038                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1039                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1040                  */
1041                 if (unlikely(!mm))
1042                         memcg = root_mem_cgroup;
1043                 else {
1044                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1045                         if (unlikely(!memcg))
1046                                 memcg = root_mem_cgroup;
1047                 }
1048         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1049         rcu_read_unlock();
1050         return memcg;
1051 }
1052 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1053
1054 /**
1055  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1056  * @page: page from which memcg should be extracted.
1057  *
1058  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1059  * root_mem_cgroup is returned.
1060  */
1061 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1062 {
1063         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1064
1065         if (mem_cgroup_disabled())
1066                 return NULL;
1067
1068         rcu_read_lock();
1069         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1070         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1071                 memcg = root_mem_cgroup;
1072         rcu_read_unlock();
1073         return memcg;
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1078 {
1079         if (in_interrupt())
1080                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1081         else
1082                 return current->active_memcg;
1083 }
1084
1085 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1086 {
1087         struct mem_cgroup *memcg;
1088
1089         rcu_read_lock();
1090         memcg = active_memcg();
1091         if (memcg) {
1092                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1093                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1094                         memcg = root_mem_cgroup;
1095                 else
1096                         memcg = current->active_memcg;
1097         }
1098         rcu_read_unlock();
1099
1100         return memcg;
1101 }
1102
1103 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1104 {
1105         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1106         if (unlikely(active_memcg()))
1107                 return false;
1108
1109         /* Memcg to charge can't be determined. */
1110         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1111                 return true;
1112
1113         return false;
1114 }
1115
1116 /**
1117  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1118  */
1119 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1120 {
1121         if (memcg_kmem_bypass())
1122                 return NULL;
1123
1124         if (unlikely(active_memcg()))
1125                 return get_active_memcg();
1126
1127         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1128 }
1129
1130 /**
1131  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1132  * @root: hierarchy root
1133  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1134  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1135  *
1136  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1137  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1138  *
1139  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1140  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1141  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1142  *
1143  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1144  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1145  * same node.
1146  */
1147 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1148                                    struct mem_cgroup *prev,
1149                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1150 {
1151         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1152         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1153         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1154         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1155
1156         if (mem_cgroup_disabled())
1157                 return NULL;
1158
1159         if (!root)
1160                 root = root_mem_cgroup;
1161
1162         if (prev && !reclaim)
1163                 pos = prev;
1164
1165         rcu_read_lock();
1166
1167         if (reclaim) {
1168                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1169
1170                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1171                 iter = &mz->iter;
1172
1173                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1174                         goto out_unlock;
1175
1176                 while (1) {
1177                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1178                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1179                                 break;
1180                         /*
1181                          * css reference reached zero, so iter->position will
1182                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1183                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1184                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1185                          * might block it. So we clear iter->position right
1186                          * away.
1187                          */
1188                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1189                 }
1190         }
1191
1192         if (pos)
1193                 css = &pos->css;
1194
1195         for (;;) {
1196                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1197                 if (!css) {
1198                         /*
1199                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1200                          * new one might jump in right at the end of
1201                          * the hierarchy - make sure they see at least
1202                          * one group and restart from the beginning.
1203                          */
1204                         if (!prev)
1205                                 continue;
1206                         break;
1207                 }
1208
1209                 /*
1210                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1211                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1212                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1213                  */
1214                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1215
1216                 if (css == &root->css)
1217                         break;
1218
1219                 if (css_tryget(css))
1220                         break;
1221
1222                 memcg = NULL;
1223         }
1224
1225         if (reclaim) {
1226                 /*
1227                  * The position could have already been updated by a competing
1228                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1229                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1230                  */
1231                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1232
1233                 if (pos)
1234                         css_put(&pos->css);
1235
1236                 if (!memcg)
1237                         iter->generation++;
1238                 else if (!prev)
1239                         reclaim->generation = iter->generation;
1240         }
1241
1242 out_unlock:
1243         rcu_read_unlock();
1244         if (prev && prev != root)
1245                 css_put(&prev->css);
1246
1247         return memcg;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1252  * @root: hierarchy root
1253  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1254  */
1255 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1256                            struct mem_cgroup *prev)
1257 {
1258         if (!root)
1259                 root = root_mem_cgroup;
1260         if (prev && prev != root)
1261                 css_put(&prev->css);
1262 }
1263
1264 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1265                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1266 {
1267         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1268         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1269         int nid;
1270
1271         for_each_node(nid) {
1272                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1273                 iter = &mz->iter;
1274                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1275         }
1276 }
1277
1278 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1279 {
1280         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1281         struct mem_cgroup *last;
1282
1283         do {
1284                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1285                 last = memcg;
1286         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1287
1288         /*
1289          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1290          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1291          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1292          * dead_memcg from cgroup root separately.
1293          */
1294         if (last != root_mem_cgroup)
1295                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1296                                                 dead_memcg);
1297 }
1298
1299 /**
1300  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1301  * @memcg: hierarchy root
1302  * @fn: function to call for each task
1303  * @arg: argument passed to @fn
1304  *
1305  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1306  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1307  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1308  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1309  *
1310  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1311  */
1312 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1313                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *iter;
1316         int ret = 0;
1317
1318         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1319
1320         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1321                 struct css_task_iter it;
1322                 struct task_struct *task;
1323
1324                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1325                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1326                         ret = fn(task, arg);
1327                 css_task_iter_end(&it);
1328                 if (ret) {
1329                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1330                         break;
1331                 }
1332         }
1333         return ret;
1334 }
1335
1336 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1337 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1338 {
1339         struct mem_cgroup *memcg;
1340
1341         if (mem_cgroup_disabled())
1342                 return;
1343
1344         memcg = page_memcg(page);
1345
1346         if (!memcg)
1347                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1348         else
1349                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1350 }
1351 #endif
1352
1353 /**
1354  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1355  * @page: the page
1356  * @pgdat: pgdat of the page
1357  *
1358  * This function relies on page's memcg being stable - see the
1359  * access rules in commit_charge().
1360  */
1361 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1362 {
1363         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1364         struct mem_cgroup *memcg;
1365         struct lruvec *lruvec;
1366
1367         if (mem_cgroup_disabled()) {
1368                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1369                 goto out;
1370         }
1371
1372         memcg = page->mem_cgroup;
1373         /*
1374          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1375          * possibly migrated - before they are charged.
1376          */
1377         if (!memcg)
1378                 memcg = root_mem_cgroup;
1379
1380         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1381         lruvec = &mz->lruvec;
1382 out:
1383         /*
1384          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1385          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1386          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1387          */
1388         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1389                 lruvec->pgdat = pgdat;
1390         return lruvec;
1391 }
1392
1393 /**
1394  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1395  * @page: the page
1396  *
1397  * This series functions should be used in either conditions:
1398  * PageLRU is cleared or unset
1399  * or page->_refcount is zero
1400  * or page is locked.
1401  */
1402 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1403 {
1404         struct lruvec *lruvec;
1405         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1406
1407         rcu_read_lock();
1408         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1409         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1410         rcu_read_unlock();
1411
1412         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1413
1414         return lruvec;
1415 }
1416
1417 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1418 {
1419         struct lruvec *lruvec;
1420         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1421
1422         rcu_read_lock();
1423         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1424         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1425         rcu_read_unlock();
1426
1427         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1428
1429         return lruvec;
1430 }
1431
1432 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1433 {
1434         struct lruvec *lruvec;
1435         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1436
1437         rcu_read_lock();
1438         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1439         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1440         rcu_read_unlock();
1441
1442         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1443
1444         return lruvec;
1445 }
1446
1447 /**
1448  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1449  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1450  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1451  * @zid: zone id of the accounted pages
1452  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1453  *
1454  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1455  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1456  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1457  */
1458 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1459                                 int zid, int nr_pages)
1460 {
1461         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1462         unsigned long *lru_size;
1463         long size;
1464
1465         if (mem_cgroup_disabled())
1466                 return;
1467
1468         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1469         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1470
1471         if (nr_pages < 0)
1472                 *lru_size += nr_pages;
1473
1474         size = *lru_size;
1475         if (WARN_ONCE(size < 0,
1476                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1477                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1478                 VM_BUG_ON(1);
1479                 *lru_size = 0;
1480         }
1481
1482         if (nr_pages > 0)
1483                 *lru_size += nr_pages;
1484 }
1485
1486 /**
1487  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1488  * @memcg: the memory cgroup
1489  *
1490  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1491  * pages.
1492  */
1493 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1494 {
1495         unsigned long margin = 0;
1496         unsigned long count;
1497         unsigned long limit;
1498
1499         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1500         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1501         if (count < limit)
1502                 margin = limit - count;
1503
1504         if (do_memsw_account()) {
1505                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1506                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1507                 if (count < limit)
1508                         margin = min(margin, limit - count);
1509                 else
1510                         margin = 0;
1511         }
1512
1513         return margin;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1518  *
1519  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1520  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1521  * caused by "move".
1522  */
1523 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1524 {
1525         struct mem_cgroup *from;
1526         struct mem_cgroup *to;
1527         bool ret = false;
1528         /*
1529          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1530          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1531          */
1532         spin_lock(&mc.lock);
1533         from = mc.from;
1534         to = mc.to;
1535         if (!from)
1536                 goto unlock;
1537
1538         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1539                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1540 unlock:
1541         spin_unlock(&mc.lock);
1542         return ret;
1543 }
1544
1545 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1546 {
1547         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1548                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1549                         DEFINE_WAIT(wait);
1550                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1551                         /* moving charge context might have finished. */
1552                         if (mc.moving_task)
1553                                 schedule();
1554                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1555                         return true;
1556                 }
1557         }
1558         return false;
1559 }
1560
1561 struct memory_stat {
1562         const char *name;
1563         unsigned int ratio;
1564         unsigned int idx;
1565 };
1566
1567 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1568         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1569         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1570         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1571         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1572         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1573         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1574         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1575         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1576         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1577         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1578 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1579         /*
1580          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1581          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1582          * constant(e.g. powerpc).
1583          */
1584         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1585         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1586         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1587 #endif
1588         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1589         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1590         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1591         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1592         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1593
1594         /*
1595          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1596          * together and slab_reclaimable must be in front.
1597          */
1598         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1599         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1600
1601         /* The memory events */
1602         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1603         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1604         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1605         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1606         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1607         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1608         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1609 };
1610
1611 static int __init memory_stats_init(void)
1612 {
1613         int i;
1614
1615         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1616 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1617                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1618                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1619                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1620                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1621 #endif
1622                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1623                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1624         }
1625
1626         return 0;
1627 }
1628 pure_initcall(memory_stats_init);
1629
1630 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1631 {
1632         struct seq_buf s;
1633         int i;
1634
1635         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1636         if (!s.buffer)
1637                 return NULL;
1638
1639         /*
1640          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1641          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1642          *
1643          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1644          * 1) generic big picture -> specifics and details
1645          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1646          *
1647          * Current memory state:
1648          */
1649
1650         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1651                 u64 size;
1652
1653                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1654                 size *= memory_stats[i].ratio;
1655                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1656
1657                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1658                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1659                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1660                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1661                 }
1662         }
1663
1664         /* Accumulated memory events */
1665
1666         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1667                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1668         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1669                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1670         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1671                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1672         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1673                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1674                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1675         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1676                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1677                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1678         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1679                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1680         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1681                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1682         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1683                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1684         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1685                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1686
1687 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1688         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1689                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1690         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1691                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1692 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1693
1694         /* The above should easily fit into one page */
1695         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1696
1697         return s.buffer;
1698 }
1699
1700 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1701 /**
1702  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1703  * memory controller.
1704  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1705  * @p: Task that is going to be killed
1706  *
1707  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1708  * enabled
1709  */
1710 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1711 {
1712         rcu_read_lock();
1713
1714         if (memcg) {
1715                 pr_cont(",oom_memcg=");
1716                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1717         } else
1718                 pr_cont(",global_oom");
1719         if (p) {
1720                 pr_cont(",task_memcg=");
1721                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1722         }
1723         rcu_read_unlock();
1724 }
1725
1726 /**
1727  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1728  * memory controller.
1729  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1730  */
1731 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1732 {
1733         char *buf;
1734
1735         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1736                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1737                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1738         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1739                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1740                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1741                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1742         else {
1743                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1744                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1745                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1746                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1747                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1748                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1749         }
1750
1751         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1752         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1753         pr_cont(":");
1754         buf = memory_stat_format(memcg);
1755         if (!buf)
1756                 return;
1757         pr_info("%s", buf);
1758         kfree(buf);
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1763  */
1764 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1765 {
1766         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1767
1768         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1769                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1770                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1771                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1772         } else { /* v1 */
1773                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1774                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1775                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1776
1777                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1778                 }
1779         }
1780         return max;
1781 }
1782
1783 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         return page_counter_read(&memcg->memory);
1786 }
1787
1788 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1789                                      int order)
1790 {
1791         struct oom_control oc = {
1792                 .zonelist = NULL,
1793                 .nodemask = NULL,
1794                 .memcg = memcg,
1795                 .gfp_mask = gfp_mask,
1796                 .order = order,
1797         };
1798         bool ret = true;
1799
1800         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1801                 return true;
1802
1803         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1804                 goto unlock;
1805
1806         /*
1807          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1808          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1809          */
1810         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1811
1812 unlock:
1813         mutex_unlock(&oom_lock);
1814         return ret;
1815 }
1816
1817 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1818                                    pg_data_t *pgdat,
1819                                    gfp_t gfp_mask,
1820                                    unsigned long *total_scanned)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1823         int total = 0;
1824         int loop = 0;
1825         unsigned long excess;
1826         unsigned long nr_scanned;
1827         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1828                 .pgdat = pgdat,
1829         };
1830
1831         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1832
1833         while (1) {
1834                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1835                 if (!victim) {
1836                         loop++;
1837                         if (loop >= 2) {
1838                                 /*
1839                                  * If we have not been able to reclaim
1840                                  * anything, it might because there are
1841                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1842                                  */
1843                                 if (!total)
1844                                         break;
1845                                 /*
1846                                  * We want to do more targeted reclaim.
1847                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1848                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1849                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1850                                  */
1851                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1852                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1853                                         break;
1854                         }
1855                         continue;
1856                 }
1857                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1858                                         pgdat, &nr_scanned);
1859                 *total_scanned += nr_scanned;
1860                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1861                         break;
1862         }
1863         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1864         return total;
1865 }
1866
1867 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1868 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1869         .name = "memcg_oom_lock",
1870 };
1871 #endif
1872
1873 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1874
1875 /*
1876  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1877  * If someone is running, return false.
1878  */
1879 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1880 {
1881         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1882
1883         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1884
1885         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1886                 if (iter->oom_lock) {
1887                         /*
1888                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1889                          * so we cannot give a lock.
1890                          */
1891                         failed = iter;
1892                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1893                         break;
1894                 } else
1895                         iter->oom_lock = true;
1896         }
1897
1898         if (failed) {
1899                 /*
1900                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1901                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1902                  */
1903                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1904                         if (iter == failed) {
1905                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1906                                 break;
1907                         }
1908                         iter->oom_lock = false;
1909                 }
1910         } else
1911                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1912
1913         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1914
1915         return !failed;
1916 }
1917
1918 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1919 {
1920         struct mem_cgroup *iter;
1921
1922         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1923         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1924         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1925                 iter->oom_lock = false;
1926         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1927 }
1928
1929 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         struct mem_cgroup *iter;
1932
1933         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1934         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1935                 iter->under_oom++;
1936         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1937 }
1938
1939 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1940 {
1941         struct mem_cgroup *iter;
1942
1943         /*
1944          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1945          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1946          */
1947         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1948         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1949                 if (iter->under_oom > 0)
1950                         iter->under_oom--;
1951         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1952 }
1953
1954 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1955
1956 struct oom_wait_info {
1957         struct mem_cgroup *memcg;
1958         wait_queue_entry_t      wait;
1959 };
1960
1961 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1962         unsigned mode, int sync, void *arg)
1963 {
1964         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1965         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1966         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1967
1968         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1969         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1970
1971         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1972             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1973                 return 0;
1974         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1975 }
1976
1977 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1978 {
1979         /*
1980          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1981          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1982          * this function is called as a result of userland actions
1983          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1984          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1985          * triggering notification.
1986          */
1987         if (memcg && memcg->under_oom)
1988                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1989 }
1990
1991 enum oom_status {
1992         OOM_SUCCESS,
1993         OOM_FAILED,
1994         OOM_ASYNC,
1995         OOM_SKIPPED
1996 };
1997
1998 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1999 {
2000         enum oom_status ret;
2001         bool locked;
2002
2003         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2004                 return OOM_SKIPPED;
2005
2006         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
2007
2008         /*
2009          * We are in the middle of the charge context here, so we
2010          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2011          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2012          *
2013          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
2014          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
2015          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
2016          * released.
2017          *
2018          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
2019          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
2020          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
2021          * invoke the oom killer here.
2022          *
2023          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2024          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2025          */
2026         if (memcg->oom_kill_disable) {
2027                 if (!current->in_user_fault)
2028                         return OOM_SKIPPED;
2029                 css_get(&memcg->css);
2030                 current->memcg_in_oom = memcg;
2031                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2032                 current->memcg_oom_order = order;
2033
2034                 return OOM_ASYNC;
2035         }
2036
2037         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2038
2039         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2040
2041         if (locked)
2042                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2043
2044         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2045         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
2046                 ret = OOM_SUCCESS;
2047         else
2048                 ret = OOM_FAILED;
2049
2050         if (locked)
2051                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2052
2053         return ret;
2054 }
2055
2056 /**
2057  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2058  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2059  *
2060  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2061  * handler was enabled.
2062  *
2063  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2064  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2065  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2066  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2067  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2068  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2069  *
2070  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2071  * completed, %false otherwise.
2072  */
2073 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2074 {
2075         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2076         struct oom_wait_info owait;
2077         bool locked;
2078
2079         /* OOM is global, do not handle */
2080         if (!memcg)
2081                 return false;
2082
2083         if (!handle)
2084                 goto cleanup;
2085
2086         owait.memcg = memcg;
2087         owait.wait.flags = 0;
2088         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2089         owait.wait.private = current;
2090         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2091
2092         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2093         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2094
2095         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2096
2097         if (locked)
2098                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2099
2100         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2101                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2102                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2103                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2104                                          current->memcg_oom_order);
2105         } else {
2106                 schedule();
2107                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2108                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2109         }
2110
2111         if (locked) {
2112                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2113                 /*
2114                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2115                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2116                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2117                  */
2118                 memcg_oom_recover(memcg);
2119         }
2120 cleanup:
2121         current->memcg_in_oom = NULL;
2122         css_put(&memcg->css);
2123         return true;
2124 }
2125
2126 /**
2127  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2128  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2129  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2130  *
2131  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2132  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2133  *
2134  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2135  */
2136 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2137                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2138 {
2139         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2140         struct mem_cgroup *memcg;
2141
2142         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2143                 return NULL;
2144
2145         if (!oom_domain)
2146                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2147
2148         rcu_read_lock();
2149
2150         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2151         if (memcg == root_mem_cgroup)
2152                 goto out;
2153
2154         /*
2155          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2156          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2157          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2158          */
2159         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2160                 goto out;
2161
2162         /*
2163          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2164          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2165          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2166          */
2167         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2168                 if (memcg->oom_group)
2169                         oom_group = memcg;
2170
2171                 if (memcg == oom_domain)
2172                         break;
2173         }
2174
2175         if (oom_group)
2176                 css_get(&oom_group->css);
2177 out:
2178         rcu_read_unlock();
2179
2180         return oom_group;
2181 }
2182
2183 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2184 {
2185         pr_info("Tasks in ");
2186         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2187         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2188 }
2189
2190 /**
2191  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2192  * @page: the page
2193  *
2194  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2195  * another cgroup.
2196  *
2197  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2198  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2199  * when @page might get freed inside the locked section.
2200  */
2201 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2202 {
2203         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2204         struct mem_cgroup *memcg;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         /*
2208          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2209          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2210          * because page moving starts with an RCU grace period.
2211          *
2212          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2213          * the page state that is going to change is the only thing
2214          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2215          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2216          * keep off truncation, migration and so forth.
2217          */
2218         rcu_read_lock();
2219
2220         if (mem_cgroup_disabled())
2221                 return NULL;
2222 again:
2223         memcg = head->mem_cgroup;
2224         if (unlikely(!memcg))
2225                 return NULL;
2226
2227 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2228         local_irq_save(flags);
2229         might_lock(&memcg->move_lock);
2230         local_irq_restore(flags);
2231 #endif
2232
2233         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2234                 return memcg;
2235
2236         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2237         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2238                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2239                 goto again;
2240         }
2241
2242         /*
2243          * When charge migration first begins, we can have locked and
2244          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2245          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2246          */
2247         memcg->move_lock_task = current;
2248         memcg->move_lock_flags = flags;
2249
2250         return memcg;
2251 }
2252 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2253
2254 /**
2255  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2256  * @memcg: the memcg
2257  *
2258  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2259  */
2260 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2261 {
2262         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2263                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2264
2265                 memcg->move_lock_task = NULL;
2266                 memcg->move_lock_flags = 0;
2267
2268                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2269         }
2270
2271         rcu_read_unlock();
2272 }
2273
2274 /**
2275  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2276  * @page: the page
2277  */
2278 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2279 {
2280         struct page *head = compound_head(page);
2281
2282         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2283 }
2284 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2285
2286 struct memcg_stock_pcp {
2287         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2288         unsigned int nr_pages;
2289
2290 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2291         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2292         unsigned int nr_bytes;
2293 #endif
2294
2295         struct work_struct work;
2296         unsigned long flags;
2297 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2298 };
2299 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2300 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2301
2302 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2303 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2304 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2305                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2306
2307 #else
2308 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2309 {
2310 }
2311 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2312                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2313 {
2314         return false;
2315 }
2316 #endif
2317
2318 /**
2319  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2320  * @memcg: memcg to consume from.
2321  * @nr_pages: how many pages to charge.
2322  *
2323  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2324  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2325  * service an allocation will refill the stock.
2326  *
2327  * returns true if successful, false otherwise.
2328  */
2329 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2330 {
2331         struct memcg_stock_pcp *stock;
2332         unsigned long flags;
2333         bool ret = false;
2334
2335         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2336                 return ret;
2337
2338         local_irq_save(flags);
2339
2340         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2341         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2342                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2343                 ret = true;
2344         }
2345
2346         local_irq_restore(flags);
2347
2348         return ret;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2353  */
2354 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2355 {
2356         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2357
2358         if (!old)
2359                 return;
2360
2361         if (stock->nr_pages) {
2362                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2363                 if (do_memsw_account())
2364                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2365                 stock->nr_pages = 0;
2366         }
2367
2368         css_put(&old->css);
2369         stock->cached = NULL;
2370 }
2371
2372 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2373 {
2374         struct memcg_stock_pcp *stock;
2375         unsigned long flags;
2376
2377         /*
2378          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2379          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2380          */
2381         local_irq_save(flags);
2382
2383         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2384         drain_obj_stock(stock);
2385         drain_stock(stock);
2386         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2387
2388         local_irq_restore(flags);
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2393  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2394  */
2395 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2396 {
2397         struct memcg_stock_pcp *stock;
2398         unsigned long flags;
2399
2400         local_irq_save(flags);
2401
2402         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2403         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2404                 drain_stock(stock);
2405                 css_get(&memcg->css);
2406                 stock->cached = memcg;
2407         }
2408         stock->nr_pages += nr_pages;
2409
2410         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2411                 drain_stock(stock);
2412
2413         local_irq_restore(flags);
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2418  * of the hierarchy under it.
2419  */
2420 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2421 {
2422         int cpu, curcpu;
2423
2424         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2425         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2426                 return;
2427         /*
2428          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2429          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2430          * as well as workers from this path always operate on the local
2431          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2432          */
2433         curcpu = get_cpu();
2434         for_each_online_cpu(cpu) {
2435                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2436                 struct mem_cgroup *memcg;
2437                 bool flush = false;
2438
2439                 rcu_read_lock();
2440                 memcg = stock->cached;
2441                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2442                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2443                         flush = true;
2444                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2445                         flush = true;
2446                 rcu_read_unlock();
2447
2448                 if (flush &&
2449                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2450                         if (cpu == curcpu)
2451                                 drain_local_stock(&stock->work);
2452                         else
2453                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2454                 }
2455         }
2456         put_cpu();
2457         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2458 }
2459
2460 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2461 {
2462         struct memcg_stock_pcp *stock;
2463         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2464
2465         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2466         drain_stock(stock);
2467
2468         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2469                 int i;
2470
2471                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2472                         int nid;
2473                         long x;
2474
2475                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2476                         if (x)
2477                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2478                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2479
2480                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2481                                 continue;
2482
2483                         for_each_node(nid) {
2484                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2485
2486                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2487                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2488                                 if (x)
2489                                         do {
2490                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2491                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2492                         }
2493                 }
2494
2495                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2496                         long x;
2497
2498                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2499                         if (x)
2500                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2501                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2502                 }
2503         }
2504
2505         return 0;
2506 }
2507
2508 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2509                                   unsigned int nr_pages,
2510                                   gfp_t gfp_mask)
2511 {
2512         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2513
2514         do {
2515                 unsigned long pflags;
2516
2517                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2518                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2519                         continue;
2520
2521                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2522
2523                 psi_memstall_enter(&pflags);
2524                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2525                                                              gfp_mask, true);
2526                 psi_memstall_leave(&pflags);
2527         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2528                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2529
2530         return nr_reclaimed;
2531 }
2532
2533 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2534 {
2535         struct mem_cgroup *memcg;
2536
2537         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2538         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2539 }
2540
2541 /*
2542  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2543  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2544  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2545  */
2546 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2547
2548 /*
2549  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2550  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2551  * below.
2552  *
2553  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2554  *   overage ratio to a delay.
2555  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2556  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2557  *   to produce a reasonable delay curve.
2558  *
2559  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2560  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2561  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2562  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2563  * example, with a high of 100 megabytes:
2564  *
2565  *  +-------+------------------------+
2566  *  | usage | time to allocate in ms |
2567  *  +-------+------------------------+
2568  *  | 100M  |                      0 |
2569  *  | 101M  |                      6 |
2570  *  | 102M  |                     25 |
2571  *  | 103M  |                     57 |
2572  *  | 104M  |                    102 |
2573  *  | 105M  |                    159 |
2574  *  | 106M  |                    230 |
2575  *  | 107M  |                    313 |
2576  *  | 108M  |                    409 |
2577  *  | 109M  |                    518 |
2578  *  | 110M  |                    639 |
2579  *  | 111M  |                    774 |
2580  *  | 112M  |                    921 |
2581  *  | 113M  |                   1081 |
2582  *  | 114M  |                   1254 |
2583  *  | 115M  |                   1439 |
2584  *  | 116M  |                   1638 |
2585  *  | 117M  |                   1849 |
2586  *  | 118M  |                   2000 |
2587  *  | 119M  |                   2000 |
2588  *  | 120M  |                   2000 |
2589  *  +-------+------------------------+
2590  */
2591  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2592  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2593
2594 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2595 {
2596         u64 overage;
2597
2598         if (usage <= high)
2599                 return 0;
2600
2601         /*
2602          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2603          * it was a threshold of 1 page
2604          */
2605         high = max(high, 1UL);
2606
2607         overage = usage - high;
2608         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2609         return div64_u64(overage, high);
2610 }
2611
2612 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2613 {
2614         u64 overage, max_overage = 0;
2615
2616         do {
2617                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2618                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2619                 max_overage = max(overage, max_overage);
2620         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2621                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2622
2623         return max_overage;
2624 }
2625
2626 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2627 {
2628         u64 overage, max_overage = 0;
2629
2630         do {
2631                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2632                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2633                 if (overage)
2634                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2635                 max_overage = max(overage, max_overage);
2636         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2637                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2638
2639         return max_overage;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2644  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2645  */
2646 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2647                                           unsigned int nr_pages,
2648                                           u64 max_overage)
2649 {
2650         unsigned long penalty_jiffies;
2651
2652         if (!max_overage)
2653                 return 0;
2654
2655         /*
2656          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2657          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2658          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2659          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2660          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2661          * overage amount.
2662          */
2663         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2664         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2665         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2666
2667         /*
2668          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2669          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2670          * 4N-sized allocation.
2671          *
2672          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2673          * larger the current charge patch is than that.
2674          */
2675         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2676 }
2677
2678 /*
2679  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2680  * and reclaims memory over the high limit.
2681  */
2682 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2683 {
2684         unsigned long penalty_jiffies;
2685         unsigned long pflags;
2686         unsigned long nr_reclaimed;
2687         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2688         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2689         struct mem_cgroup *memcg;
2690         bool in_retry = false;
2691
2692         if (likely(!nr_pages))
2693                 return;
2694
2695         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2696         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2697
2698 retry_reclaim:
2699         /*
2700          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2701          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2702          * or breaching resource isolation.
2703          *
2704          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2705          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2706          * allocator run every time an allocation is made.
2707          */
2708         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2709                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2710                                     GFP_KERNEL);
2711
2712         /*
2713          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2714          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2715          */
2716         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2717                                                mem_find_max_overage(memcg));
2718
2719         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2720                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2721
2722         /*
2723          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2724          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2725          * extremely slowly.
2726          */
2727         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2728
2729         /*
2730          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2731          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2732          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2733          * been aggressively reclaimed enough yet.
2734          */
2735         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2736                 goto out;
2737
2738         /*
2739          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2740          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2741          * throttling.
2742          */
2743         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2744                 in_retry = true;
2745                 goto retry_reclaim;
2746         }
2747
2748         /*
2749          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2750          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2751          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2752          */
2753         psi_memstall_enter(&pflags);
2754         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2755         psi_memstall_leave(&pflags);
2756
2757 out:
2758         css_put(&memcg->css);
2759 }
2760
2761 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2762                       unsigned int nr_pages)
2763 {
2764         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2765         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2766         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2767         struct page_counter *counter;
2768         enum oom_status oom_status;
2769         unsigned long nr_reclaimed;
2770         bool may_swap = true;
2771         bool drained = false;
2772         unsigned long pflags;
2773
2774         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2775                 return 0;
2776 retry:
2777         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2778                 return 0;
2779
2780         if (!do_memsw_account() ||
2781             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2782                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2783                         goto done_restock;
2784                 if (do_memsw_account())
2785                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2786                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2787         } else {
2788                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2789                 may_swap = false;
2790         }
2791
2792         if (batch > nr_pages) {
2793                 batch = nr_pages;
2794                 goto retry;
2795         }
2796
2797         /*
2798          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2799          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2800          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2801          * and let these go through as privileged allocations.
2802          */
2803         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2804                 goto force;
2805
2806         /*
2807          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2808          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2809          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2810          * free their memory.
2811          */
2812         if (unlikely(should_force_charge()))
2813                 goto force;
2814
2815         /*
2816          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2817          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2818          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2819          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2820          */
2821         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2822                 goto force;
2823
2824         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2825                 goto nomem;
2826
2827         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2828                 goto nomem;
2829
2830         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2831
2832         psi_memstall_enter(&pflags);
2833         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2834                                                     gfp_mask, may_swap);
2835         psi_memstall_leave(&pflags);
2836
2837         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2838                 goto retry;
2839
2840         if (!drained) {
2841                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2842                 drained = true;
2843                 goto retry;
2844         }
2845
2846         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2847                 goto nomem;
2848         /*
2849          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2850          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2851          * before killing the task.
2852          *
2853          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2854          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2855          * to regular pages anyway in case of failure.
2856          */
2857         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2858                 goto retry;
2859         /*
2860          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2861          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2862          */
2863         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2864                 goto retry;
2865
2866         if (nr_retries--)
2867                 goto retry;
2868
2869         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2870                 goto nomem;
2871
2872         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2873                 goto force;
2874
2875         if (fatal_signal_pending(current))
2876                 goto force;
2877
2878         /*
2879          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2880          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2881          * couldn't make any progress.
2882          */
2883         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2884                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2885         switch (oom_status) {
2886         case OOM_SUCCESS:
2887                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2888                 goto retry;
2889         case OOM_FAILED:
2890                 goto force;
2891         default:
2892                 goto nomem;
2893         }
2894 nomem:
2895         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2896                 return -ENOMEM;
2897 force:
2898         /*
2899          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2900          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2901          * temporarily by force charging it.
2902          */
2903         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2904         if (do_memsw_account())
2905                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2906
2907         return 0;
2908
2909 done_restock:
2910         if (batch > nr_pages)
2911                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2912
2913         /*
2914          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2915          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2916          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2917          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2918          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2919          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2920          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2921          */
2922         do {
2923                 bool mem_high, swap_high;
2924
2925                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2926                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2927                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2928                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2929
2930                 /* Don't bother a random interrupted task */
2931                 if (in_interrupt()) {
2932                         if (mem_high) {
2933                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2934                                 break;
2935                         }
2936                         continue;
2937                 }
2938
2939                 if (mem_high || swap_high) {
2940                         /*
2941                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2942                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2943                          * of the memory or swap footprints.
2944                          *
2945                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2946                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2947                          * based on how much each task is actually allocating.
2948                          */
2949                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2950                         set_notify_resume(current);
2951                         break;
2952                 }
2953         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2954
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2959 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2960 {
2961         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2962                 return;
2963
2964         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2965         if (do_memsw_account())
2966                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2967 }
2968 #endif
2969
2970 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2971 {
2972         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2973         /*
2974          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2975          *
2976          * - the page lock
2977          * - LRU isolation
2978          * - lock_page_memcg()
2979          * - exclusive reference
2980          */
2981         page->mem_cgroup = memcg;
2982 }
2983
2984 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2985 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2986                                  gfp_t gfp)
2987 {
2988         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2989         void *vec;
2990
2991         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2992                            page_to_nid(page));
2993         if (!vec)
2994                 return -ENOMEM;
2995
2996         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2997                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2998                 kfree(vec);
2999         else
3000                 kmemleak_not_leak(vec);
3001
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3007  *
3008  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3009  * cgroup_mutex, etc.
3010  */
3011 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3012 {
3013         struct page *page;
3014
3015         if (mem_cgroup_disabled())
3016                 return NULL;
3017
3018         page = virt_to_head_page(p);
3019
3020         /*
3021          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
3022          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
3023          * bit of the pointer is set.
3024          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
3025          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
3026          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
3027          */
3028         if (!page->mem_cgroup)
3029                 return NULL;
3030
3031         /*
3032          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3033          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3034          * the page->obj_cgroups.
3035          */
3036         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
3037                 struct obj_cgroup *objcg;
3038                 unsigned int off;
3039
3040                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
3041                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
3042                 if (objcg)
3043                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
3044
3045                 return NULL;
3046         }
3047
3048         /* All other pages use page->mem_cgroup */
3049         return page->mem_cgroup;
3050 }
3051
3052 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3053 {
3054         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3055         struct mem_cgroup *memcg;
3056
3057         if (memcg_kmem_bypass())
3058                 return NULL;
3059
3060         rcu_read_lock();
3061         if (unlikely(active_memcg()))
3062                 memcg = active_memcg();
3063         else
3064                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3065
3066         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3067                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3068                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3069                         break;
3070                 objcg = NULL;
3071         }
3072         rcu_read_unlock();
3073
3074         return objcg;
3075 }
3076
3077 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3078 {
3079         int id, size;
3080         int err;
3081
3082         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3083                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3084         if (id < 0)
3085                 return id;
3086
3087         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3088                 return id;
3089
3090         /*
3091          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3092          * so we have to grow them.
3093          */
3094         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3095
3096         size = 2 * (id + 1);
3097         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3098                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3099         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3100                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3101
3102         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3103         if (!err)
3104                 memcg_nr_cache_ids = size;
3105
3106         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3107
3108         if (err) {
3109                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3110                 return err;
3111         }
3112         return id;
3113 }
3114
3115 static void memcg_free_cache_id(int id)
3116 {
3117         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3118 }
3119
3120 /**
3121  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3122  * @memcg: memory cgroup to charge
3123  * @gfp: reclaim mode
3124  * @nr_pages: number of pages to charge
3125  *
3126  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3127  */
3128 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3129                         unsigned int nr_pages)
3130 {
3131         struct page_counter *counter;
3132         int ret;
3133
3134         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3135         if (ret)
3136                 return ret;
3137
3138         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3139             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3140
3141                 /*
3142                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3143                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3144                  * handling code.
3145                  */
3146                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3147                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3148                         return 0;
3149                 }
3150                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3151                 return -ENOMEM;
3152         }
3153         return 0;
3154 }
3155
3156 /**
3157  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3158  * @memcg: memcg to uncharge
3159  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3160  */
3161 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3162 {
3163         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3164                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3165
3166         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3167         if (do_memsw_account())
3168                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3169 }
3170
3171 /**
3172  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3173  * @page: page to charge
3174  * @gfp: reclaim mode
3175  * @order: allocation order
3176  *
3177  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3178  */
3179 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3180 {
3181         struct mem_cgroup *memcg;
3182         int ret = 0;
3183
3184         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3185         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3186                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3187                 if (!ret) {
3188                         page->mem_cgroup = memcg;
3189                         __SetPageKmemcg(page);
3190                         return 0;
3191                 }
3192                 css_put(&memcg->css);
3193         }
3194         return ret;
3195 }
3196
3197 /**
3198  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3199  * @page: page to uncharge
3200  * @order: allocation order
3201  */
3202 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3203 {
3204         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3205         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3206
3207         if (!memcg)
3208                 return;
3209
3210         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3211         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3212         page->mem_cgroup = NULL;
3213         css_put(&memcg->css);
3214
3215         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3216         if (PageKmemcg(page))
3217                 __ClearPageKmemcg(page);
3218 }
3219
3220 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3221 {
3222         struct memcg_stock_pcp *stock;
3223         unsigned long flags;
3224         bool ret = false;
3225
3226         local_irq_save(flags);
3227
3228         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3229         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3230                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3231                 ret = true;
3232         }
3233
3234         local_irq_restore(flags);
3235
3236         return ret;
3237 }
3238
3239 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3240 {
3241         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3242
3243         if (!old)
3244                 return;
3245
3246         if (stock->nr_bytes) {
3247                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3248                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3249
3250                 if (nr_pages) {
3251                         rcu_read_lock();
3252                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3253                         rcu_read_unlock();
3254                 }
3255
3256                 /*
3257                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3258                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3259                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3260                  * refill_obj_stock().
3261                  *
3262                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3263                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3264                  * so it might be changed in the future.
3265                  */
3266                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3267                 stock->nr_bytes = 0;
3268         }
3269
3270         obj_cgroup_put(old);
3271         stock->cached_objcg = NULL;
3272 }
3273
3274 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3275                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3276 {
3277         struct mem_cgroup *memcg;
3278
3279         if (stock->cached_objcg) {
3280                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3281                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3282                         return true;
3283         }
3284
3285         return false;
3286 }
3287
3288 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3289 {
3290         struct memcg_stock_pcp *stock;
3291         unsigned long flags;
3292
3293         local_irq_save(flags);
3294
3295         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3296         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3297                 drain_obj_stock(stock);
3298                 obj_cgroup_get(objcg);
3299                 stock->cached_objcg = objcg;
3300                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3301         }
3302         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3303
3304         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3305                 drain_obj_stock(stock);
3306
3307         local_irq_restore(flags);
3308 }
3309
3310 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3311 {
3312         struct mem_cgroup *memcg;
3313         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3314         int ret;
3315
3316         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3317                 return 0;
3318
3319         /*
3320          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3321          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3322          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3323          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3324          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3325          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3326          * refill_obj_stock(), called from this function or
3327          * independently later.
3328          */
3329         rcu_read_lock();
3330 retry:
3331         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3332         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3333                 goto retry;
3334         rcu_read_unlock();
3335
3336         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3337         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3338
3339         if (nr_bytes)
3340                 nr_pages += 1;
3341
3342         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3343         if (!ret && nr_bytes)
3344                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3345
3346         css_put(&memcg->css);
3347         return ret;
3348 }
3349
3350 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3351 {
3352         refill_obj_stock(objcg, size);
3353 }
3354
3355 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3356
3357 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3358 /*
3359  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3360  */
3361 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3362 {
3363         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3364         int i;
3365
3366         if (mem_cgroup_disabled())
3367                 return;
3368
3369         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3370                 css_get(&memcg->css);
3371                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3372         }
3373 }
3374 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3375
3376 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3377 /**
3378  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3379  * @entry: swap entry to be moved
3380  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3381  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3382  *
3383  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3384  * as the mem_cgroup's id of @from.
3385  *
3386  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3387  *
3388  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3389  * both res and memsw, and called css_get().
3390  */
3391 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3392                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3393 {
3394         unsigned short old_id, new_id;
3395
3396         old_id = mem_cgroup_id(from);
3397         new_id = mem_cgroup_id(to);
3398
3399         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3400                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3401                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3402                 return 0;
3403         }
3404         return -EINVAL;
3405 }
3406 #else
3407 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3408                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3409 {
3410         return -EINVAL;
3411 }
3412 #endif
3413
3414 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3415
3416 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3417                                  unsigned long max, bool memsw)
3418 {
3419         bool enlarge = false;
3420         bool drained = false;
3421         int ret;
3422         bool limits_invariant;
3423         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3424
3425         do {
3426                 if (signal_pending(current)) {
3427                         ret = -EINTR;
3428                         break;
3429                 }
3430
3431                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3432                 /*
3433                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3434                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3435                  */
3436                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3437                                            max <= memcg->memsw.max;
3438                 if (!limits_invariant) {
3439                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3440                         ret = -EINVAL;
3441                         break;
3442                 }
3443                 if (max > counter->max)
3444                         enlarge = true;
3445                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3446                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3447
3448                 if (!ret)
3449                         break;
3450
3451                 if (!drained) {
3452                         drain_all_stock(memcg);
3453                         drained = true;
3454                         continue;
3455                 }
3456
3457                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3458                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3459                         ret = -EBUSY;
3460                         break;
3461                 }
3462         } while (true);
3463
3464         if (!ret && enlarge)
3465                 memcg_oom_recover(memcg);
3466
3467         return ret;
3468 }
3469
3470 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3471                                             gfp_t gfp_mask,
3472                                             unsigned long *total_scanned)
3473 {
3474         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3475         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3476         unsigned long reclaimed;
3477         int loop = 0;
3478         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3479         unsigned long excess;
3480         unsigned long nr_scanned;
3481
3482         if (order > 0)
3483                 return 0;
3484
3485         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3486
3487         /*
3488          * Do not even bother to check the largest node if the root
3489          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3490          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3491          */
3492         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3493                 return 0;
3494
3495         /*
3496          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3497          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3498          * pressure
3499          */
3500         do {
3501                 if (next_mz)
3502                         mz = next_mz;
3503                 else
3504                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3505                 if (!mz)
3506                         break;
3507
3508                 nr_scanned = 0;
3509                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3510                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3511                 nr_reclaimed += reclaimed;
3512                 *total_scanned += nr_scanned;
3513                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3514                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3515
3516                 /*
3517                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3518                  * it is time to move on to the next cgroup
3519                  */
3520                 next_mz = NULL;
3521                 if (!reclaimed)
3522                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3523
3524                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3525                 /*
3526                  * One school of thought says that we should not add
3527                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3528                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3529                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3530                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3531                  * term TODO.
3532                  */
3533                 /* If excess == 0, no tree ops */
3534                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3535                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3536                 css_put(&mz->memcg->css);
3537                 loop++;
3538                 /*
3539                  * Could not reclaim anything and there are no more
3540                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3541                  * reclaiming anything.
3542                  */
3543                 if (!nr_reclaimed &&
3544                         (next_mz == NULL ||
3545                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3546                         break;
3547         } while (!nr_reclaimed);
3548         if (next_mz)
3549                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3550         return nr_reclaimed;
3551 }
3552
3553 /*
3554  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3555  *
3556  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3557  */
3558 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3559 {
3560         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3561
3562         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3563         lru_add_drain_all();
3564
3565         drain_all_stock(memcg);
3566
3567         /* try to free all pages in this cgroup */
3568         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3569                 int progress;
3570
3571                 if (signal_pending(current))
3572                         return -EINTR;
3573
3574                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3575                                                         GFP_KERNEL, true);
3576                 if (!progress) {
3577                         nr_retries--;
3578                         /* maybe some writeback is necessary */
3579                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3580                 }
3581
3582         }
3583
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3588                                             char *buf, size_t nbytes,
3589                                             loff_t off)
3590 {
3591         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3592
3593         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3594                 return -EINVAL;
3595         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3596 }
3597
3598 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3599                                      struct cftype *cft)
3600 {
3601         return 1;
3602 }
3603
3604 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3605                                       struct cftype *cft, u64 val)
3606 {
3607         if (val == 1)
3608                 return 0;
3609
3610         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3611                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3612                      "depend on this functionality.\n");
3613
3614         return -EINVAL;
3615 }
3616
3617 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3618 {
3619         unsigned long val;
3620
3621         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3622                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3623                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3624                 if (swap)
3625                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3626         } else {
3627                 if (!swap)
3628                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3629                 else
3630                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3631         }
3632         return val;
3633 }
3634
3635 enum {
3636         RES_USAGE,
3637         RES_LIMIT,
3638         RES_MAX_USAGE,
3639         RES_FAILCNT,
3640         RES_SOFT_LIMIT,
3641 };
3642
3643 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3644                                struct cftype *cft)
3645 {
3646         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3647         struct page_counter *counter;
3648
3649         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3650         case _MEM:
3651                 counter = &memcg->memory;
3652                 break;
3653         case _MEMSWAP:
3654                 counter = &memcg->memsw;
3655                 break;
3656         case _KMEM:
3657                 counter = &memcg->kmem;
3658                 break;
3659         case _TCP:
3660                 counter = &memcg->tcpmem;
3661                 break;
3662         default:
3663                 BUG();
3664         }
3665
3666         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3667         case RES_USAGE:
3668                 if (counter == &memcg->memory)
3669                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3670                 if (counter == &memcg->memsw)
3671                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3672                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3673         case RES_LIMIT:
3674                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3675         case RES_MAX_USAGE:
3676                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3677         case RES_FAILCNT:
3678                 return counter->failcnt;
3679         case RES_SOFT_LIMIT:
3680                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3681         default:
3682                 BUG();
3683         }
3684 }
3685
3686 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3687 {
3688         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3689         struct mem_cgroup *mi;
3690         int node, cpu, i;
3691
3692         for_each_online_cpu(cpu)
3693                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3694                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3695
3696         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3697                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3698                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3699
3700         for_each_node(node) {
3701                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3702                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3703
3704                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3705                         stat[i] = 0;
3706
3707                 for_each_online_cpu(cpu)
3708                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3709                                 stat[i] += per_cpu(
3710                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3711
3712                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3713                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3714                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3715         }
3716 }
3717
3718 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3719 {
3720         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3721         struct mem_cgroup *mi;
3722         int cpu, i;
3723
3724         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3725                 events[i] = 0;
3726
3727         for_each_online_cpu(cpu)
3728                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3729                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3730                                              cpu);
3731
3732         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3733                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3734                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3735 }
3736
3737 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3738 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3739 {
3740         struct obj_cgroup *objcg;
3741         int memcg_id;
3742
3743         if (cgroup_memory_nokmem)
3744                 return 0;
3745
3746         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3747         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3748
3749         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3750         if (memcg_id < 0)
3751                 return memcg_id;
3752
3753         objcg = obj_cgroup_alloc();
3754         if (!objcg) {
3755                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3756                 return -ENOMEM;
3757         }
3758         objcg->memcg = memcg;
3759         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3760
3761         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3762
3763         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3764         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3765
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3770 {
3771         struct cgroup_subsys_state *css;
3772         struct mem_cgroup *parent, *child;
3773         int kmemcg_id;
3774
3775         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3776                 return;
3777
3778         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3779
3780         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3781         if (!parent)
3782                 parent = root_mem_cgroup;
3783
3784         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3785
3786         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3787         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3788
3789         /*
3790          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3791          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3792          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3793          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3794          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3795          * memcg_drain_all_list_lrus().
3796          */
3797         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3798         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3799                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3800                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3801                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3802         }
3803         rcu_read_unlock();
3804
3805         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3806
3807         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3808 }
3809
3810 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3811 {
3812         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3813         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3814                 memcg_offline_kmem(memcg);
3815 }
3816 #else
3817 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3818 {
3819         return 0;
3820 }
3821 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3822 {
3823 }
3824 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3825 {
3826 }
3827 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3828
3829 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3830                                  unsigned long max)
3831 {
3832         int ret;
3833
3834         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3835         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3836         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3837         return ret;
3838 }
3839
3840 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3841 {
3842         int ret;
3843
3844         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3845
3846         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3847         if (ret)
3848                 goto out;
3849
3850         if (!memcg->tcpmem_active) {
3851                 /*
3852                  * The active flag needs to be written after the static_key
3853                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3854                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3855                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3856                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3857                  *
3858                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3859                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3860                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3861                  * yet, we'll lose accounting.
3862                  *
3863                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3864                  * because when this value change, the code to process it is not
3865                  * patched in yet.
3866                  */
3867                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3868                 memcg->tcpmem_active = true;
3869         }
3870 out:
3871         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3872         return ret;
3873 }
3874
3875 /*
3876  * The user of this function is...
3877  * RES_LIMIT.
3878  */
3879 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3880                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3881 {
3882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3883         unsigned long nr_pages;
3884         int ret;
3885
3886         buf = strstrip(buf);
3887         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3888         if (ret)
3889                 return ret;
3890
3891         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3892         case RES_LIMIT:
3893                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3894                         ret = -EINVAL;
3895                         break;
3896                 }
3897                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3898                 case _MEM:
3899                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3900                         break;
3901                 case _MEMSWAP:
3902                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3903                         break;
3904                 case _KMEM:
3905                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3906                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3907                                      "depend on this functionality.\n");
3908                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3909                         break;
3910                 case _TCP:
3911                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3912                         break;
3913                 }
3914                 break;
3915         case RES_SOFT_LIMIT:
3916                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3917                 ret = 0;
3918                 break;
3919         }
3920         return ret ?: nbytes;
3921 }
3922
3923 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3924                                 size_t nbytes, loff_t off)
3925 {
3926         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3927         struct page_counter *counter;
3928
3929         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3930         case _MEM:
3931                 counter = &memcg->memory;
3932                 break;
3933         case _MEMSWAP:
3934                 counter = &memcg->memsw;
3935                 break;
3936         case _KMEM:
3937                 counter = &memcg->kmem;
3938                 break;
3939         case _TCP:
3940                 counter = &memcg->tcpmem;
3941                 break;
3942         default:
3943                 BUG();
3944         }
3945
3946         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3947         case RES_MAX_USAGE:
3948                 page_counter_reset_watermark(counter);
3949                 break;
3950         case RES_FAILCNT:
3951                 counter->failcnt = 0;
3952                 break;
3953         default:
3954                 BUG();
3955         }
3956
3957         return nbytes;
3958 }
3959
3960 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3961                                         struct cftype *cft)
3962 {
3963         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3964 }
3965
3966 #ifdef CONFIG_MMU
3967 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3968                                         struct cftype *cft, u64 val)
3969 {
3970         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3971
3972         if (val & ~MOVE_MASK)
3973                 return -EINVAL;
3974
3975         /*
3976          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3977          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3978          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3979          * affect task migrations starting after the change.
3980          */
3981         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3982         return 0;
3983 }
3984 #else
3985 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3986                                         struct cftype *cft, u64 val)
3987 {
3988         return -ENOSYS;
3989 }
3990 #endif
3991
3992 #ifdef CONFIG_NUMA
3993
3994 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3995 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3996 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3997
3998 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3999                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4000 {
4001         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4002         unsigned long nr = 0;
4003         enum lru_list lru;
4004
4005         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4006
4007         for_each_lru(lru) {
4008                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4009                         continue;
4010                 if (tree)
4011                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4012                 else
4013                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4014         }
4015         return nr;
4016 }
4017
4018 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4019                                              unsigned int lru_mask,
4020                                              bool tree)
4021 {
4022         unsigned long nr = 0;
4023         enum lru_list lru;
4024
4025         for_each_lru(lru) {
4026                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4027                         continue;
4028                 if (tree)
4029                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4030                 else
4031                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4032         }
4033         return nr;
4034 }
4035
4036 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4037 {
4038         struct numa_stat {
4039                 const char *name;
4040                 unsigned int lru_mask;
4041         };
4042
4043         static const struct numa_stat stats[] = {
4044                 { "total", LRU_ALL },
4045                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4046                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4047                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4048         };
4049         const struct numa_stat *stat;
4050         int nid;
4051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4052
4053         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4054                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4055                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4056                                                    false));
4057                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4058                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4059                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4060                                                         stat->lru_mask, false));
4061                 seq_putc(m, '\n');
4062         }
4063
4064         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4065
4066                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4067                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4068                                                    true));
4069                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4070                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4071                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4072                                                         stat->lru_mask, true));
4073                 seq_putc(m, '\n');
4074         }
4075
4076         return 0;
4077 }
4078 #endif /* CONFIG_NUMA */
4079
4080 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4081         NR_FILE_PAGES,
4082         NR_ANON_MAPPED,
4083 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4084         NR_ANON_THPS,
4085 #endif
4086         NR_SHMEM,
4087         NR_FILE_MAPPED,
4088         NR_FILE_DIRTY,
4089         NR_WRITEBACK,
4090         MEMCG_SWAP,
4091 };
4092
4093 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4094         "cache",
4095         "rss",
4096 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4097         "rss_huge",
4098 #endif
4099         "shmem",
4100         "mapped_file",
4101         "dirty",
4102         "writeback",
4103         "swap",
4104 };
4105
4106 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4107 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4108         PGPGIN,
4109         PGPGOUT,
4110         PGFAULT,
4111         PGMAJFAULT,
4112 };
4113
4114 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4115 {
4116         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4117         unsigned long memory, memsw;
4118         struct mem_cgroup *mi;
4119         unsigned int i;
4120
4121         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4122
4123         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4124                 unsigned long nr;
4125
4126                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4127                         continue;
4128                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4129 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4130                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4131                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4132 #endif
4133                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4134         }
4135
4136         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4137                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4138                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4139
4140         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4141                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4142                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4143                            PAGE_SIZE);
4144
4145         /* Hierarchical information */
4146         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4147         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4148                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4149                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4150         }
4151         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4152                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4153         if (do_memsw_account())
4154                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4155                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4156
4157         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4158                 unsigned long nr;
4159
4160                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4161                         continue;
4162                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4163 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4164                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4165                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4166 #endif
4167                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4168                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4169         }
4170
4171         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4172                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4173                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4174                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4175
4176         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4177                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4178                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4179                            PAGE_SIZE);
4180
4181 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4182         {
4183                 pg_data_t *pgdat;
4184                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4185                 unsigned long anon_cost = 0;
4186                 unsigned long file_cost = 0;
4187
4188                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4189                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4190
4191                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4192                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4193                 }
4194                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4195                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4196         }
4197 #endif
4198
4199         return 0;
4200 }
4201
4202 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4203                                       struct cftype *cft)
4204 {
4205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4206
4207         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4208 }
4209
4210 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4211                                        struct cftype *cft, u64 val)
4212 {
4213         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4214
4215         if (val > 100)
4216                 return -EINVAL;
4217
4218         if (css->parent)
4219                 memcg->swappiness = val;
4220         else
4221                 vm_swappiness = val;
4222
4223         return 0;
4224 }
4225
4226 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4227 {
4228         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4229         unsigned long usage;
4230         int i;
4231
4232         rcu_read_lock();
4233         if (!swap)
4234                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4235         else
4236                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4237
4238         if (!t)
4239                 goto unlock;
4240
4241         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4242
4243         /*
4244          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4245          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4246          * call of __mem_cgroup_threshold().
4247          */
4248         i = t->current_threshold;
4249
4250         /*
4251          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4252          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4253          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4254          * only one element of the array here.
4255          */
4256         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4257                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4258
4259         /* i = current_threshold + 1 */
4260         i++;
4261
4262         /*
4263          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4264          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4265          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4266          * only one element of the array here.
4267          */
4268         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4269                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4270
4271         /* Update current_threshold */
4272         t->current_threshold = i - 1;
4273 unlock:
4274         rcu_read_unlock();
4275 }
4276
4277 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4278 {
4279         while (memcg) {
4280                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4281                 if (do_memsw_account())
4282                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4283
4284                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4285         }
4286 }
4287
4288 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4289 {
4290         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4291         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4292
4293         if (_a->threshold > _b->threshold)
4294                 return 1;
4295
4296         if (_a->threshold < _b->threshold)
4297                 return -1;
4298
4299         return 0;
4300 }
4301
4302 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4303 {
4304         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4305
4306         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4307
4308         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4309                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4310
4311         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4312         return 0;
4313 }
4314
4315 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4316 {
4317         struct mem_cgroup *iter;
4318
4319         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4320                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4321 }
4322
4323 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4324         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4325 {
4326         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4327         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4328         unsigned long threshold;
4329         unsigned long usage;
4330         int i, size, ret;
4331
4332         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4333         if (ret)
4334                 return ret;
4335
4336         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4337
4338         if (type == _MEM) {
4339                 thresholds = &memcg->thresholds;
4340                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4341         } else if (type == _MEMSWAP) {
4342                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4343                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4344         } else
4345                 BUG();
4346
4347         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4348         if (thresholds->primary)
4349                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4350
4351         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4352
4353         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4354         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4355         if (!new) {
4356                 ret = -ENOMEM;
4357                 goto unlock;
4358         }
4359         new->size = size;
4360
4361         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4362         if (thresholds->primary)
4363                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4364                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4365
4366         /* Add new threshold */
4367         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4368         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4369
4370         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4371         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4372                         compare_thresholds, NULL);
4373
4374         /* Find current threshold */
4375         new->current_threshold = -1;
4376         for (i = 0; i < size; i++) {
4377                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4378                         /*
4379                          * new->current_threshold will not be used until
4380                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4381                          * it here.
4382                          */
4383                         ++new->current_threshold;
4384                 } else
4385                         break;
4386         }
4387
4388         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4389         kfree(thresholds->spare);
4390         thresholds->spare = thresholds->primary;
4391
4392         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4393
4394         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4395         synchronize_rcu();
4396
4397 unlock:
4398         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4399
4400         return ret;
4401 }
4402
4403 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4404         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4405 {
4406         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4407 }
4408
4409 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4410         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4411 {
4412         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4413 }
4414
4415 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4416         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4417 {
4418         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4419         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4420         unsigned long usage;
4421         int i, j, size, entries;
4422
4423         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4424
4425         if (type == _MEM) {
4426                 thresholds = &memcg->thresholds;
4427                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4428         } else if (type == _MEMSWAP) {
4429                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4430                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4431         } else
4432                 BUG();
4433
4434         if (!thresholds->primary)
4435                 goto unlock;
4436
4437         /* Check if a threshold crossed before removing */
4438         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4439
4440         /* Calculate new number of threshold */
4441         size = entries = 0;
4442         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4443                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4444                         size++;
4445                 else
4446                         entries++;
4447         }
4448
4449         new = thresholds->spare;
4450
4451         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4452         if (!entries)
4453                 goto unlock;
4454
4455         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4456         if (!size) {
4457                 kfree(new);
4458                 new = NULL;
4459                 goto swap_buffers;
4460         }
4461
4462         new->size = size;
4463
4464         /* Copy thresholds and find current threshold */
4465         new->current_threshold = -1;
4466         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4467                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4468                         continue;
4469
4470                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4471                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4472                         /*
4473                          * new->current_threshold will not be used
4474                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4475                          * it here.
4476                          */
4477                         ++new->current_threshold;
4478                 }
4479                 j++;
4480         }
4481
4482 swap_buffers:
4483         /* Swap primary and spare array */
4484         thresholds->spare = thresholds->primary;
4485
4486         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4487
4488         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4489         synchronize_rcu();
4490
4491         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4492         if (!new) {
4493                 kfree(thresholds->spare);
4494                 thresholds->spare = NULL;
4495         }
4496 unlock:
4497         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4498 }
4499
4500 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4501         struct eventfd_ctx *eventfd)
4502 {
4503         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4504 }
4505
4506 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4507         struct eventfd_ctx *eventfd)
4508 {
4509         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4510 }
4511
4512 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4513         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4514 {
4515         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4516
4517         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4518         if (!event)
4519                 return -ENOMEM;
4520
4521         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4522
4523         event->eventfd = eventfd;
4524         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4525
4526         /* already in OOM ? */
4527         if (memcg->under_oom)
4528                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4529         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4530
4531         return 0;
4532 }
4533
4534 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4535         struct eventfd_ctx *eventfd)
4536 {
4537         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4538
4539         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4540
4541         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4542                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4543                         list_del(&ev->list);
4544                         kfree(ev);
4545                 }
4546         }
4547
4548         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4549 }
4550
4551 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4552 {
4553         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4554
4555         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4556         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4557         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4558                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4559         return 0;
4560 }
4561
4562 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4563         struct cftype *cft, u64 val)
4564 {
4565         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4566
4567         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4568         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4569                 return -EINVAL;
4570
4571         memcg->oom_kill_disable = val;
4572         if (!val)
4573                 memcg_oom_recover(memcg);
4574
4575         return 0;
4576 }
4577
4578 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4579
4580 #include <trace/events/writeback.h>
4581
4582 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4583 {
4584         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4585 }
4586
4587 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4588 {
4589         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4590 }
4591
4592 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4593 {
4594         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4595 }
4596
4597 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4598 {
4599         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4600
4601         if (!memcg->css.parent)
4602                 return NULL;
4603
4604         return &memcg->cgwb_domain;
4605 }
4606
4607 /*
4608  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4609  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4610  */
4611 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4612 {
4613         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4614         int cpu;
4615
4616         for_each_online_cpu(cpu)
4617                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4618         if (x < 0)
4619                 x = 0;
4620         return x;
4621 }
4622
4623 /**
4624  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4625  * @wb: bdi_writeback in question
4626  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4627  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4628  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4629  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4630  *
4631  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4632  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4633  * is a bit more involved.
4634  *
4635  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4636  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4637  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4638  * available memory in the system.  The caller should further cap
4639  * *@pheadroom accordingly.
4640  */
4641 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4642                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4643                          unsigned long *pwriteback)
4644 {
4645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4646         struct mem_cgroup *parent;
4647
4648         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4649
4650         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4651         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4652                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4653         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4654
4655         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4656                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4657                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4658                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4659
4660                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4661                 memcg = parent;
4662         }
4663 }
4664
4665 /*
4666  * Foreign dirty flushing
4667  *
4668  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4669  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4670  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4671  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4672  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4673  * different cgroups isn't a common use-case.
4674  *
4675  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4676  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4677  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4678  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4679  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4680  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4681  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4682  * make writeback of the dirty pages happen.
4683  *
4684  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4685  * severely throttled after making some progress after each
4686  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4687  * completely idle.
4688  *
4689  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4690  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4691  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4692  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4693  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4694  *
4695  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4696  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4697  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4698  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4699  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4700  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4701  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4702  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4703  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4704  *
4705  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4706  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4707  * records are lockless and racy.
4708  */
4709 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4710                                              struct bdi_writeback *wb)
4711 {
4712         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4713         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4714         u64 now = get_jiffies_64();
4715         u64 oldest_at = now;
4716         int oldest = -1;
4717         int i;
4718
4719         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4720
4721         /*
4722          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4723          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4724          * written out.
4725          */
4726         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4727                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4728                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4729                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4730                         break;
4731                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4732                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4733                         oldest = i;
4734                         oldest_at = frn->at;
4735                 }
4736         }
4737
4738         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4739                 /*
4740                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4741                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4742                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4743                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4744                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4745                  */
4746                 unsigned long update_intv =
4747                         min_t(unsigned long, HZ,
4748                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4749
4750                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4751                         frn->at = now;
4752         } else if (oldest >= 0) {
4753                 /* replace the oldest free one */
4754                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4755                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4756                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4757                 frn->at = now;
4758         }
4759 }
4760
4761 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4762 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4763 {
4764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4765         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4766         u64 now = jiffies_64;
4767         int i;
4768
4769         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4770                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4771
4772                 /*
4773                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4774                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4775                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4776                  * already one in flight.
4777                  */
4778                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4779                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4780                         frn->at = 0;
4781                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4782                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4783                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4784                                                &frn->done);
4785                 }
4786         }
4787 }
4788
4789 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4790
4791 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4792 {
4793         return 0;
4794 }
4795
4796 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4797 {
4798 }
4799
4800 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4801 {
4802 }
4803
4804 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4805
4806 /*
4807  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4808  *
4809  * "cgroup.event_control" implementation.
4810  *
4811  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4812  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4813  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4814  *
4815  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4816  * possible.
4817  */
4818
4819 /*
4820  * Unregister event and free resources.
4821  *
4822  * Gets called from workqueue.
4823  */
4824 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4825 {
4826         struct mem_cgroup_event *event =
4827                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4828         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4829
4830         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4831
4832         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4833
4834         /* Notify userspace the event is going away. */
4835         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4836
4837         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4838         kfree(event);
4839         css_put(&memcg->css);
4840 }
4841
4842 /*
4843  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4844  *
4845  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4846  */
4847 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4848                             int sync, void *key)
4849 {
4850         struct mem_cgroup_event *event =
4851                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4852         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4853         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4854
4855         if (flags & EPOLLHUP) {
4856                 /*
4857                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4858                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4859                  * for us.
4860                  *
4861                  * We can't race against event freeing since the other
4862                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4863                  * which we hold.
4864                  */
4865                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4866                 if (!list_empty(&event->list)) {
4867                         list_del_init(&event->list);
4868                         /*
4869                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4870                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4871                          */
4872                         schedule_work(&event->remove);
4873                 }
4874                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4875         }
4876
4877         return 0;
4878 }
4879
4880 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4881                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4882 {
4883         struct mem_cgroup_event *event =
4884                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4885
4886         event->wqh = wqh;
4887         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4888 }
4889
4890 /*
4891  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4892  *
4893  * Parse input and register new cgroup event handler.
4894  *
4895  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4896  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4897  */
4898 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4899                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4900 {
4901         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4902         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4903         struct mem_cgroup_event *event;
4904         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4905         unsigned int efd, cfd;
4906         struct fd efile;
4907         struct fd cfile;
4908         const char *name;
4909         char *endp;
4910         int ret;
4911
4912         buf = strstrip(buf);
4913
4914         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4915         if (*endp != ' ')
4916                 return -EINVAL;
4917         buf = endp + 1;
4918
4919         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4920         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4921                 return -EINVAL;
4922         buf = endp + 1;
4923
4924         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4925         if (!event)
4926                 return -ENOMEM;
4927
4928         event->memcg = memcg;
4929         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4930         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4931         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4932         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4933
4934         efile = fdget(efd);
4935         if (!efile.file) {
4936                 ret = -EBADF;
4937                 goto out_kfree;
4938         }
4939
4940         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4941         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4942                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4943                 goto out_put_efile;
4944         }
4945
4946         cfile = fdget(cfd);
4947         if (!cfile.file) {
4948                 ret = -EBADF;
4949                 goto out_put_eventfd;
4950         }
4951
4952         /* the process need read permission on control file */
4953         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4954         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4955         if (ret < 0)
4956                 goto out_put_cfile;
4957
4958         /*
4959          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4960          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4961          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4962          * is for compatibility anyway.
4963          *
4964          * DO NOT ADD NEW FILES.
4965          */
4966         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4967
4968         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4969                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4970                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4971         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4972                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4973                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4974         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4975                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4976                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4977         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4978                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4979                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4980         } else {
4981                 ret = -EINVAL;
4982                 goto out_put_cfile;
4983         }
4984
4985         /*
4986          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4987          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4988          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4989          */
4990         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4991                                                &memory_cgrp_subsys);
4992         ret = -EINVAL;
4993         if (IS_ERR(cfile_css))
4994                 goto out_put_cfile;
4995         if (cfile_css != css) {
4996                 css_put(cfile_css);
4997                 goto out_put_cfile;
4998         }
4999
5000         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5001         if (ret)
5002                 goto out_put_css;
5003
5004         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5005
5006         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5007         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5008         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5009
5010         fdput(cfile);
5011         fdput(efile);
5012
5013         return nbytes;
5014
5015 out_put_css:
5016         css_put(css);
5017 out_put_cfile:
5018         fdput(cfile);
5019 out_put_eventfd:
5020         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5021 out_put_efile:
5022         fdput(efile);
5023 out_kfree:
5024         kfree(event);
5025
5026         return ret;
5027 }
5028
5029 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5030         {
5031                 .name = "usage_in_bytes",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5034         },
5035         {
5036                 .name = "max_usage_in_bytes",
5037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5038                 .write = mem_cgroup_reset,
5039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5040         },
5041         {
5042                 .name = "limit_in_bytes",
5043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5044                 .write = mem_cgroup_write,
5045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5046         },
5047         {
5048                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5050                 .write = mem_cgroup_write,
5051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5052         },
5053         {
5054                 .name = "failcnt",
5055                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5056                 .write = mem_cgroup_reset,
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "stat",
5061                 .seq_show = memcg_stat_show,
5062         },
5063         {
5064                 .name = "force_empty",
5065                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5066         },
5067         {
5068                 .name = "use_hierarchy",
5069                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5070                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5071         },
5072         {
5073                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5074                 .write = memcg_write_event_control,
5075                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5076         },
5077         {
5078                 .name = "swappiness",
5079                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5080                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5081         },
5082         {
5083                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5084                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5085                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5086         },
5087         {
5088                 .name = "oom_control",
5089                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5090                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5091                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5092         },
5093         {
5094                 .name = "pressure_level",
5095         },
5096 #ifdef CONFIG_NUMA
5097         {
5098                 .name = "numa_stat",
5099                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5100         },
5101 #endif
5102         {
5103                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5104                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5105                 .write = mem_cgroup_write,
5106                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5107         },
5108         {
5109                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5110                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5111                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5112         },
5113         {
5114                 .name = "kmem.failcnt",
5115                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5116                 .write = mem_cgroup_reset,
5117                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5118         },
5119         {
5120                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5121                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5122                 .write = mem_cgroup_reset,
5123                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5124         },
5125 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5126         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5127         {
5128                 .name = "kmem.slabinfo",
5129                 .seq_show = memcg_slab_show,
5130         },
5131 #endif
5132         {
5133                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5134                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5135                 .write = mem_cgroup_write,
5136                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5137         },
5138         {
5139                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5140                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5141                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5142         },
5143         {
5144                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5145                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5146                 .write = mem_cgroup_reset,
5147                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5148         },
5149         {
5150                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5151                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5152                 .write = mem_cgroup_reset,
5153                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5154         },
5155         { },    /* terminate */
5156 };
5157
5158 /*
5159  * Private memory cgroup IDR
5160  *
5161  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5162  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5163  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5164  * memory-controlled cgroups to 64k.
5165  *
5166  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5167  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5168  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5169  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5170  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5171  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5172  *
5173  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5174  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5175  * when the CSS is offlined.
5176  *
5177  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5178  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5179  * those references are manageable from userspace.
5180  */
5181
5182 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5183
5184 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5185 {
5186         if (memcg->id.id > 0) {
5187                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5188                 memcg->id.id = 0;
5189         }
5190 }
5191
5192 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5193                                                   unsigned int n)
5194 {
5195         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5196 }
5197
5198 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5199 {
5200         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5201                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5202
5203                 /* Memcg ID pins CSS */
5204                 css_put(&memcg->css);
5205         }
5206 }
5207
5208 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5209 {
5210         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5211 }
5212
5213 /**
5214  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5215  * @id: the memcg id to look up
5216  *
5217  * Caller must hold rcu_read_lock().
5218  */
5219 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5220 {
5221         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5222         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5223 }
5224
5225 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5226 {
5227         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5228         int tmp = node;
5229         /*
5230          * This routine is called against possible nodes.
5231          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5232          *
5233          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5234          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5235          *       function.
5236          */
5237         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5238                 tmp = -1;
5239         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5240         if (!pn)
5241                 return 1;
5242
5243         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5244                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5245         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5246                 kfree(pn);
5247                 return 1;
5248         }
5249
5250         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5251                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5252         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5253                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5254                 kfree(pn);
5255                 return 1;
5256         }
5257
5258         lruvec_init(&pn->lruvec);
5259         pn->usage_in_excess = 0;
5260         pn->on_tree = false;
5261         pn->memcg = memcg;
5262
5263         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5264         return 0;
5265 }
5266
5267 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5268 {
5269         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5270
5271         if (!pn)
5272                 return;
5273
5274         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5275         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5276         kfree(pn);
5277 }
5278
5279 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5280 {
5281         int node;
5282
5283         for_each_node(node)
5284                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5285         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5286         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5287         kfree(memcg);
5288 }
5289
5290 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5291 {
5292         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5293         /*
5294          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5295          * on parent's and all ancestor levels.
5296          */
5297         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5298         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5299         __mem_cgroup_free(memcg);
5300 }
5301
5302 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5303 {
5304         struct mem_cgroup *memcg;
5305         unsigned int size;
5306         int node;
5307         int __maybe_unused i;
5308         long error = -ENOMEM;
5309
5310         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5311         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5312
5313         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5314         if (!memcg)
5315                 return ERR_PTR(error);
5316
5317         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5318                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5319                                  GFP_KERNEL);
5320         if (memcg->id.id < 0) {
5321                 error = memcg->id.id;
5322                 goto fail;
5323         }
5324
5325         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5326                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5327         if (!memcg->vmstats_local)
5328                 goto fail;
5329
5330         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5331                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5332         if (!memcg->vmstats_percpu)
5333                 goto fail;
5334
5335         for_each_node(node)
5336                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5337                         goto fail;
5338
5339         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5340                 goto fail;
5341
5342         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5343         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5344         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5345         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5346         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5347         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5348         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5349         memcg->socket_pressure = jiffies;
5350 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5351         memcg->kmemcg_id = -1;
5352         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5353 #endif
5354 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5355         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5356         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5357                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5358                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5359 #endif
5360 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5361         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5362         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5363         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5364 #endif
5365         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5366         return memcg;
5367 fail:
5368         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5369         __mem_cgroup_free(memcg);
5370         return ERR_PTR(error);
5371 }
5372
5373 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5374 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5375 {
5376         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5377         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5378         long error = -ENOMEM;
5379
5380         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5381         memcg = mem_cgroup_alloc();
5382         set_active_memcg(old_memcg);
5383         if (IS_ERR(memcg))
5384                 return ERR_CAST(memcg);
5385
5386         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5387         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5388         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5389         if (parent) {
5390                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5391                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5392
5393                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5394                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5395                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5396                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5397         } else {
5398                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5399                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5400                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5401                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5402
5403                 root_mem_cgroup = memcg;
5404                 return &memcg->css;
5405         }
5406
5407         /* The following stuff does not apply to the root */
5408         error = memcg_online_kmem(memcg);
5409         if (error)
5410                 goto fail;
5411
5412         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5413                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5414
5415         return &memcg->css;
5416 fail:
5417         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5418         mem_cgroup_free(memcg);
5419         return ERR_PTR(error);
5420 }
5421
5422 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5423 {
5424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5425
5426         /*
5427          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5428          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5429          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5430          */
5431         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5432                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5433                 return -ENOMEM;
5434         }
5435
5436         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5437         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5438         css_get(css);
5439         return 0;
5440 }
5441
5442 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5443 {
5444         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5445         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5446
5447         /*
5448          * Unregister events and notify userspace.
5449          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5450          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5451          */
5452         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5453         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5454                 list_del_init(&event->list);
5455                 schedule_work(&event->remove);
5456         }
5457         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5458
5459         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5460         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5461
5462         memcg_offline_kmem(memcg);
5463         wb_memcg_offline(memcg);
5464
5465         drain_all_stock(memcg);
5466
5467         mem_cgroup_id_put(memcg);
5468 }
5469
5470 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5473
5474         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5475 }
5476
5477 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5478 {
5479         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5480         int __maybe_unused i;
5481
5482 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5483         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5484                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5485 #endif
5486         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5487                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5488
5489         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5490                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5491
5492         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5493         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5494         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5495         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5496         memcg_free_kmem(memcg);
5497         mem_cgroup_free(memcg);
5498 }
5499
5500 /**
5501  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5502  * @css: the target css
5503  *
5504  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5505  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5506  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5507  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5508  * made visible again.
5509  *
5510  * The current implementation only resets the essential configurations.
5511  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5512  */
5513 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5514 {
5515         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5516
5517         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5518         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5519         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5520         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5521         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5522         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5523         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5524         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5525         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5526         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5527 }
5528
5529 #ifdef CONFIG_MMU
5530 /* Handlers for move charge at task migration. */
5531 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5532 {
5533         int ret;
5534
5535         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5536         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5537         if (!ret) {
5538                 mc.precharge += count;
5539                 return ret;
5540         }
5541
5542         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5543         while (count--) {
5544                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5545                 if (ret)
5546                         return ret;
5547                 mc.precharge++;
5548                 cond_resched();
5549         }
5550         return 0;
5551 }
5552
5553 union mc_target {
5554         struct page     *page;
5555         swp_entry_t     ent;
5556 };
5557
5558 enum mc_target_type {
5559         MC_TARGET_NONE = 0,
5560         MC_TARGET_PAGE,
5561         MC_TARGET_SWAP,
5562         MC_TARGET_DEVICE,
5563 };
5564
5565 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5566                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5567 {
5568         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5569
5570         if (!page || !page_mapped(page))
5571                 return NULL;
5572         if (PageAnon(page)) {
5573                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5574                         return NULL;
5575         } else {
5576                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5577                         return NULL;
5578         }
5579         if (!get_page_unless_zero(page))
5580                 return NULL;
5581
5582         return page;
5583 }
5584
5585 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5586 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5587                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5588 {
5589         struct page *page = NULL;
5590         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5591
5592         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5593                 return NULL;
5594
5595         /*
5596          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5597          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5598          * as special swap entry in the CPU page table.
5599          */
5600         if (is_device_private_entry(ent)) {
5601                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5602                 /*
5603                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5604                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5605                  */
5606                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5607                         return NULL;
5608                 return page;
5609         }
5610
5611         if (non_swap_entry(ent))
5612                 return NULL;
5613
5614         /*
5615          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5616          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5617          */
5618         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5619         entry->val = ent.val;
5620
5621         return page;
5622 }
5623 #else
5624 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5625                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5626 {
5627         return NULL;
5628 }
5629 #endif
5630
5631 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5632                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5633 {
5634         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5635                 return NULL;
5636         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5637                 return NULL;
5638
5639         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5640         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5641         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5642                         linear_page_index(vma, addr));
5643 }
5644
5645 /**
5646  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5647  * @page: the page
5648  * @compound: charge the page as compound or small page
5649  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5650  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5651  *
5652  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5653  *
5654  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5655  * from old cgroup.
5656  */
5657 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5658                                    bool compound,
5659                                    struct mem_cgroup *from,
5660                                    struct mem_cgroup *to)
5661 {
5662         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5663         struct pglist_data *pgdat;
5664         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5665         int ret;
5666
5667         VM_BUG_ON(from == to);
5668         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5669         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5670
5671         /*
5672          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5673          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5674          */
5675         ret = -EBUSY;
5676         if (!trylock_page(page))
5677                 goto out;
5678
5679         ret = -EINVAL;
5680         if (page->mem_cgroup != from)
5681                 goto out_unlock;
5682
5683         pgdat = page_pgdat(page);
5684         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5685         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5686
5687         lock_page_memcg(page);
5688
5689         if (PageAnon(page)) {
5690                 if (page_mapped(page)) {
5691                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5692                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5693                         if (PageTransHuge(page)) {
5694                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5695                                                    -nr_pages);
5696                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5697                                                    nr_pages);
5698                         }
5699
5700                 }
5701         } else {
5702                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5703                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5704
5705                 if (PageSwapBacked(page)) {
5706                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5707                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5708                 }
5709
5710                 if (page_mapped(page)) {
5711                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5712                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5713                 }
5714
5715                 if (PageDirty(page)) {
5716                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5717
5718                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5719                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5720                                                    -nr_pages);
5721                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5722                                                    nr_pages);
5723                         }
5724                 }
5725         }
5726
5727         if (PageWriteback(page)) {
5728                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5729                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5730         }
5731
5732         /*
5733          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5734          *
5735          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5736          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5737          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5738          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5739          *
5740          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5741          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5742          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5743          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5744          */
5745         smp_mb();
5746
5747         css_get(&to->css);
5748         css_put(&from->css);
5749
5750         page->mem_cgroup = to;
5751
5752         __unlock_page_memcg(from);
5753
5754         ret = 0;
5755
5756         local_irq_disable();
5757         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5758         memcg_check_events(to, page);
5759         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5760         memcg_check_events(from, page);
5761         local_irq_enable();
5762 out_unlock:
5763         unlock_page(page);
5764 out:
5765         return ret;
5766 }
5767
5768 /**
5769  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5770  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5771  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5772  * @ptent: the pte to be checked
5773  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5774  *
5775  * Returns
5776  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5777  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5778  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5779  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5780  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5781  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5782  *     in target->ent.
5783  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5784  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5785  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5786  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5787  *     regular page.
5788  *
5789  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5790  *
5791  * Called with pte lock held.
5792  */
5793
5794 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5795                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5796 {
5797         struct page *page = NULL;
5798         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5799         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5800
5801         if (pte_present(ptent))
5802                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5803         else if (is_swap_pte(ptent))
5804                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5805         else if (pte_none(ptent))
5806                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5807
5808         if (!page && !ent.val)
5809                 return ret;
5810         if (page) {
5811                 /*
5812                  * Do only loose check w/o serialization.
5813                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5814                  * not under LRU exclusion.
5815                  */
5816                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5817                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5818                         if (is_device_private_page(page))
5819                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5820                         if (target)
5821                                 target->page = page;
5822                 }
5823                 if (!ret || !target)
5824                         put_page(page);
5825         }
5826         /*
5827          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5828          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5829          */
5830         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5831             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5832                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5833                 if (target)
5834                         target->ent = ent;
5835         }
5836         return ret;
5837 }
5838
5839 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5840 /*
5841  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5842  * not support them for now.
5843  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5844  */
5845 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5846                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5847 {
5848         struct page *page = NULL;
5849         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5850
5851         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5852                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5853                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5854                 return ret;
5855         }
5856         page = pmd_page(pmd);
5857         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5858         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5859                 return ret;
5860         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5861                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5862                 if (target) {
5863                         get_page(page);
5864                         target->page = page;
5865                 }
5866         }
5867         return ret;
5868 }
5869 #else
5870 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5871                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5872 {
5873         return MC_TARGET_NONE;
5874 }
5875 #endif
5876
5877 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5878                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5879                                         struct mm_walk *walk)
5880 {
5881         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5882         pte_t *pte;
5883         spinlock_t *ptl;
5884
5885         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5886         if (ptl) {
5887                 /*
5888                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5889                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5890                  * this might change.
5891                  */
5892                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5893                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5894                 spin_unlock(ptl);
5895                 return 0;
5896         }
5897
5898         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5899                 return 0;
5900         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5901         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5902                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5903                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5904         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5905         cond_resched();
5906
5907         return 0;
5908 }
5909
5910 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5911         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5912 };
5913
5914 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5915 {
5916         unsigned long precharge;
5917
5918         mmap_read_lock(mm);
5919         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5920         mmap_read_unlock(mm);
5921
5922         precharge = mc.precharge;
5923         mc.precharge = 0;
5924
5925         return precharge;
5926 }
5927
5928 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5929 {
5930         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5931
5932         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5933         mc.moving_task = current;
5934         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5935 }
5936
5937 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5938 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5939 {
5940         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5941         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5942
5943         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5944         if (mc.precharge) {
5945                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5946                 mc.precharge = 0;
5947         }
5948         /*
5949          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5950          * we must uncharge here.
5951          */
5952         if (mc.moved_charge) {
5953                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5954                 mc.moved_charge = 0;
5955         }
5956         /* we must fixup refcnts and charges */
5957         if (mc.moved_swap) {
5958                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5959                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5960                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5961
5962                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5963
5964                 /*
5965                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5966                  * should uncharge to->memory.
5967                  */
5968                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5969                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5970
5971                 mc.moved_swap = 0;
5972         }
5973         memcg_oom_recover(from);
5974         memcg_oom_recover(to);
5975         wake_up_all(&mc.waitq);
5976 }
5977
5978 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5979 {
5980         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5981
5982         /*
5983          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5984          * task migration.
5985          */
5986         mc.moving_task = NULL;
5987         __mem_cgroup_clear_mc();
5988         spin_lock(&mc.lock);
5989         mc.from = NULL;
5990         mc.to = NULL;
5991         mc.mm = NULL;
5992         spin_unlock(&mc.lock);
5993
5994         mmput(mm);
5995 }
5996
5997 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5998 {
5999         struct cgroup_subsys_state *css;
6000         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6001         struct mem_cgroup *from;
6002         struct task_struct *leader, *p;
6003         struct mm_struct *mm;
6004         unsigned long move_flags;
6005         int ret = 0;
6006
6007         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6008         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6009                 return 0;
6010
6011         /*
6012          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6013          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6014          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6015          * multiple.
6016          */
6017         p = NULL;
6018         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6019                 WARN_ON_ONCE(p);
6020                 p = leader;
6021                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6022         }
6023         if (!p)
6024                 return 0;
6025
6026         /*
6027          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6028          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6029          * So we need to save it, and keep it going.
6030          */
6031         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6032         if (!move_flags)
6033                 return 0;
6034
6035         from = mem_cgroup_from_task(p);
6036
6037         VM_BUG_ON(from == memcg);
6038
6039         mm = get_task_mm(p);
6040         if (!mm)
6041                 return 0;
6042         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6043         if (mm->owner == p) {
6044                 VM_BUG_ON(mc.from);
6045                 VM_BUG_ON(mc.to);
6046                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6047                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6048                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6049
6050                 spin_lock(&mc.lock);
6051                 mc.mm = mm;
6052                 mc.from = from;
6053                 mc.to = memcg;
6054                 mc.flags = move_flags;
6055                 spin_unlock(&mc.lock);
6056                 /* We set mc.moving_task later */
6057
6058                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6059                 if (ret)
6060                         mem_cgroup_clear_mc();
6061         } else {
6062                 mmput(mm);
6063         }
6064         return ret;
6065 }
6066
6067 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6068 {
6069         if (mc.to)
6070                 mem_cgroup_clear_mc();
6071 }
6072
6073 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6074                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6075                                 struct mm_walk *walk)
6076 {
6077         int ret = 0;
6078         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6079         pte_t *pte;
6080         spinlock_t *ptl;
6081         enum mc_target_type target_type;
6082         union mc_target target;
6083         struct page *page;
6084
6085         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6086         if (ptl) {
6087                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6088                         spin_unlock(ptl);
6089                         return 0;
6090                 }
6091                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6092                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6093                         page = target.page;
6094                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6095                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6096                                                              mc.from, mc.to)) {
6097                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6098                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6099                                 }
6100                                 putback_lru_page(page);
6101                         }
6102                         put_page(page);
6103                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6104                         page = target.page;
6105                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6106                                                      mc.from, mc.to)) {
6107                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6108                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6109                         }
6110                         put_page(page);
6111                 }
6112                 spin_unlock(ptl);
6113                 return 0;
6114         }
6115
6116         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6117                 return 0;
6118 retry:
6119         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6120         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6121                 pte_t ptent = *(pte++);
6122                 bool device = false;
6123                 swp_entry_t ent;
6124
6125                 if (!mc.precharge)
6126                         break;
6127
6128                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6129                 case MC_TARGET_DEVICE:
6130                         device = true;
6131                         fallthrough;
6132                 case MC_TARGET_PAGE:
6133                         page = target.page;
6134                         /*
6135                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6136                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6137                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6138                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6139                          */
6140                         if (PageTransCompound(page))
6141                                 goto put;
6142                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6143                                 goto put;
6144                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6145                                                 mc.from, mc.to)) {
6146                                 mc.precharge--;
6147                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6148                                 mc.moved_charge++;
6149                         }
6150                         if (!device)
6151                                 putback_lru_page(page);
6152 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6153                         put_page(page);
6154                         break;
6155                 case MC_TARGET_SWAP:
6156                         ent = target.ent;
6157                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6158                                 mc.precharge--;
6159                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6160                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6161                                 mc.moved_swap++;
6162                         }
6163                         break;
6164                 default:
6165                         break;
6166                 }
6167         }
6168         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6169         cond_resched();
6170
6171         if (addr != end) {
6172                 /*
6173                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6174                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6175                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6176                  * phase.
6177                  */
6178                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6179                 if (!ret)
6180                         goto retry;
6181         }
6182
6183         return ret;
6184 }
6185
6186 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6187         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6188 };
6189
6190 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6191 {
6192         lru_add_drain_all();
6193         /*
6194          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6195          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6196          * for already started RCU-only updates to finish.
6197          */
6198         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6199         synchronize_rcu();
6200 retry:
6201         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6202                 /*
6203                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6204                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6205                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6206                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6207                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6208                  */
6209                 __mem_cgroup_clear_mc();
6210                 cond_resched();
6211                 goto retry;
6212         }
6213         /*
6214          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6215          * additional charge, the page walk just aborts.
6216          */
6217         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6218                         NULL);
6219
6220         mmap_read_unlock(mc.mm);
6221         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6222 }
6223
6224 static void mem_cgroup_move_task(void)
6225 {
6226         if (mc.to) {
6227                 mem_cgroup_move_charge();
6228                 mem_cgroup_clear_mc();
6229         }
6230 }
6231 #else   /* !CONFIG_MMU */
6232 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6233 {
6234         return 0;
6235 }
6236 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6237 {
6238 }
6239 static void mem_cgroup_move_task(void)
6240 {
6241 }
6242 #endif
6243
6244 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6245 {
6246         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6247                 seq_puts(m, "max\n");
6248         else
6249                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6250
6251         return 0;
6252 }
6253
6254 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6255                                struct cftype *cft)
6256 {
6257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6258
6259         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6260 }
6261
6262 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6263 {
6264         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6265                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6266 }
6267
6268 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6269                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6270 {
6271         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6272         unsigned long min;
6273         int err;
6274
6275         buf = strstrip(buf);
6276         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6277         if (err)
6278                 return err;
6279
6280         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6281
6282         return nbytes;
6283 }
6284
6285 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6286 {
6287         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6288                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6289 }
6290
6291 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6292                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6293 {
6294         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6295         unsigned long low;
6296         int err;
6297
6298         buf = strstrip(buf);
6299         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6300         if (err)
6301                 return err;
6302
6303         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6304
6305         return nbytes;
6306 }
6307
6308 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6309 {
6310         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6311                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6312 }
6313
6314 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6315                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6316 {
6317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6318         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6319         bool drained = false;
6320         unsigned long high;
6321         int err;
6322
6323         buf = strstrip(buf);
6324         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6325         if (err)
6326                 return err;
6327
6328         for (;;) {
6329                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6330                 unsigned long reclaimed;
6331
6332                 if (nr_pages <= high)
6333                         break;
6334
6335                 if (signal_pending(current))
6336                         break;
6337
6338                 if (!drained) {
6339                         drain_all_stock(memcg);
6340                         drained = true;
6341                         continue;
6342                 }
6343
6344                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6345                                                          GFP_KERNEL, true);
6346
6347                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6348                         break;
6349         }
6350
6351         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6352
6353         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6354
6355         return nbytes;
6356 }
6357
6358 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6359 {
6360         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6361                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6362 }
6363
6364 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6365                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6366 {
6367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6368         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6369         bool drained = false;
6370         unsigned long max;
6371         int err;
6372
6373         buf = strstrip(buf);
6374         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6375         if (err)
6376                 return err;
6377
6378         xchg(&memcg->memory.max, max);
6379
6380         for (;;) {
6381                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6382
6383                 if (nr_pages <= max)
6384                         break;
6385
6386                 if (signal_pending(current))
6387                         break;
6388
6389                 if (!drained) {
6390                         drain_all_stock(memcg);
6391                         drained = true;
6392                         continue;
6393                 }
6394
6395                 if (nr_reclaims) {
6396                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6397                                                           GFP_KERNEL, true))
6398                                 nr_reclaims--;
6399                         continue;
6400                 }
6401
6402                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6403                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6404                         break;
6405         }
6406
6407         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6408         return nbytes;
6409 }
6410
6411 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6412 {
6413         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6414         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6415         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6416         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6417         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6418                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6419 }
6420
6421 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6422 {
6423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6424
6425         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6426         return 0;
6427 }
6428
6429 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6432
6433         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6434         return 0;
6435 }
6436
6437 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6438 {
6439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6440         char *buf;
6441
6442         buf = memory_stat_format(memcg);
6443         if (!buf)
6444                 return -ENOMEM;
6445         seq_puts(m, buf);
6446         kfree(buf);
6447         return 0;
6448 }
6449
6450 #ifdef CONFIG_NUMA
6451 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6452 {
6453         int i;
6454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6455
6456         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6457                 int nid;
6458
6459                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6460                         continue;
6461
6462                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6463                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6464                         u64 size;
6465                         struct lruvec *lruvec;
6466
6467                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6468                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6469                         size *= memory_stats[i].ratio;
6470                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6471                 }
6472                 seq_putc(m, '\n');
6473         }
6474
6475         return 0;
6476 }
6477 #endif
6478
6479 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6480 {
6481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6482
6483         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6484
6485         return 0;
6486 }
6487
6488 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6489                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6490 {
6491         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6492         int ret, oom_group;
6493
6494         buf = strstrip(buf);
6495         if (!buf)
6496                 return -EINVAL;
6497
6498         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6499         if (ret)
6500                 return ret;
6501
6502         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6503                 return -EINVAL;
6504
6505         memcg->oom_group = oom_group;
6506
6507         return nbytes;
6508 }
6509
6510 static struct cftype memory_files[] = {
6511         {
6512                 .name = "current",
6513                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6514                 .read_u64 = memory_current_read,
6515         },
6516         {
6517                 .name = "min",
6518                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6519                 .seq_show = memory_min_show,
6520                 .write = memory_min_write,
6521         },
6522         {
6523                 .name = "low",
6524                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6525                 .seq_show = memory_low_show,
6526                 .write = memory_low_write,
6527         },
6528         {
6529                 .name = "high",
6530                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6531                 .seq_show = memory_high_show,
6532                 .write = memory_high_write,
6533         },
6534         {
6535                 .name = "max",
6536                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6537                 .seq_show = memory_max_show,
6538                 .write = memory_max_write,
6539         },
6540         {
6541                 .name = "events",
6542                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6543                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6544                 .seq_show = memory_events_show,
6545         },
6546         {
6547                 .name = "events.local",
6548                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6549                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6550                 .seq_show = memory_events_local_show,
6551         },
6552         {
6553                 .name = "stat",
6554                 .seq_show = memory_stat_show,
6555         },
6556 #ifdef CONFIG_NUMA
6557         {
6558                 .name = "numa_stat",
6559                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6560         },
6561 #endif
6562         {
6563                 .name = "oom.group",
6564                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6565                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6566                 .write = memory_oom_group_write,
6567         },
6568         { }     /* terminate */
6569 };
6570
6571 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6572         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6573         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6574         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6575         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6576         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6577         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6578         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6579         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6580         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6581         .dfl_cftypes = memory_files,
6582         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6583         .early_init = 0,
6584 };
6585
6586 /*
6587  * This function calculates an individual cgroup's effective
6588  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6589  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6590  * distribution in the tree.
6591  *
6592  * The following rules apply to the effective protection values:
6593  *
6594  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6595  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6596  *
6597  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6598  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6599  *    parent's effective protection.
6600  *
6601  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6602  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6603  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6604  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6605  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6606  *
6607  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6608  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6609  *    the unused remainder is available to its siblings.
6610  *
6611  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6612  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6613  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6614  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6615  *
6616  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6617  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6618  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6619  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6620  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6621  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6622  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6623  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6624  *
6625  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6626  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6627  * neighboring subtrees.
6628  */
6629 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6630                                           unsigned long parent_usage,
6631                                           unsigned long setting,
6632                                           unsigned long parent_effective,
6633                                           unsigned long siblings_protected)
6634 {
6635         unsigned long protected;
6636         unsigned long ep;
6637
6638         protected = min(usage, setting);
6639         /*
6640          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6641          * protection then what the parent affords them, distribute
6642          * shares in proportion to utilization.
6643          *
6644          * We are using actual utilization rather than the statically
6645          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6646          * but unused protection is available to siblings that would
6647          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6648          */
6649         if (siblings_protected > parent_effective)
6650                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6651
6652         /*
6653          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6654          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6655          * and utilizes is effectively protected.
6656          *
6657          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6658          * will apply pressure in proportion to that amount.
6659          *
6660          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6661          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6662          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6663          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6664          * protection is always dependent on how memory is actually
6665          * consumed among the siblings anyway.
6666          */
6667         ep = protected;
6668
6669         /*
6670          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6671          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6672          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6673          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6674          * other compete freely over the allowance, but they are
6675          * collectively protected from neighboring trees.
6676          *
6677          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6678          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6679          * the same bytes twice.
6680          *
6681          * Check both usage and parent_usage against the respective
6682          * protected values. One should imply the other, but they
6683          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6684          */
6685         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6686                 return ep;
6687         if (parent_effective > siblings_protected &&
6688             parent_usage > siblings_protected &&
6689             usage > protected) {
6690                 unsigned long unclaimed;
6691
6692                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6693                 unclaimed *= usage - protected;
6694                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6695
6696                 ep += unclaimed;
6697         }
6698
6699         return ep;
6700 }
6701
6702 /**
6703  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6704  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6705  * @memcg: the memory cgroup to check
6706  *
6707  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6708  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6709  */
6710 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6711                                      struct mem_cgroup *memcg)
6712 {
6713         unsigned long usage, parent_usage;
6714         struct mem_cgroup *parent;
6715
6716         if (mem_cgroup_disabled())
6717                 return;
6718
6719         if (!root)
6720                 root = root_mem_cgroup;
6721
6722         /*
6723          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6724          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6725          * details.
6726          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6727          * that special casing.
6728          */
6729         if (memcg == root)
6730                 return;
6731
6732         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6733         if (!usage)
6734                 return;
6735
6736         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6737         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6738         if (!parent)
6739                 return;
6740
6741         if (parent == root) {
6742                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6743                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6744                 return;
6745         }
6746
6747         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6748
6749         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6750                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6751                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6752                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6753
6754         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6755                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6756                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6757                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6758 }
6759
6760 /**
6761  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6762  * @page: page to charge
6763  * @mm: mm context of the victim
6764  * @gfp_mask: reclaim mode
6765  *
6766  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6767  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6768  *
6769  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6770  */
6771 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6772 {
6773         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6774         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6775         int ret = 0;
6776
6777         if (mem_cgroup_disabled())
6778                 goto out;
6779
6780         if (PageSwapCache(page)) {
6781                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6782                 unsigned short id;
6783
6784                 /*
6785                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6786                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6787                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6788                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6789                  * in turn serializes uncharging.
6790                  */
6791                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6792                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6793                         goto out;
6794
6795                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6796                 rcu_read_lock();
6797                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6798                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6799                         memcg = NULL;
6800                 rcu_read_unlock();
6801         }
6802
6803         if (!memcg)
6804                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6805
6806         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6807         if (ret)
6808                 goto out_put;
6809
6810         css_get(&memcg->css);
6811         commit_charge(page, memcg);
6812
6813         local_irq_disable();
6814         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6815         memcg_check_events(memcg, page);
6816         local_irq_enable();
6817
6818         if (PageSwapCache(page)) {
6819                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6820                 /*
6821                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6822                  * let's not wait for it.  The page already received a
6823                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6824                  */
6825                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6826         }
6827
6828 out_put:
6829         css_put(&memcg->css);
6830 out:
6831         return ret;
6832 }
6833
6834 struct uncharge_gather {
6835         struct mem_cgroup *memcg;
6836         unsigned long nr_pages;
6837         unsigned long pgpgout;
6838         unsigned long nr_kmem;
6839         struct page *dummy_page;
6840 };
6841
6842 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6843 {
6844         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6845 }
6846
6847 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6848 {
6849         unsigned long flags;
6850
6851         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6852                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6853                 if (do_memsw_account())
6854                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6855                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6856                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6857                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6858         }
6859
6860         local_irq_save(flags);
6861         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6862         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6863         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6864         local_irq_restore(flags);
6865
6866         /* drop reference from uncharge_page */
6867         css_put(&ug->memcg->css);
6868 }
6869
6870 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6871 {
6872         unsigned long nr_pages;
6873
6874         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6875
6876         if (!page->mem_cgroup)
6877                 return;
6878
6879         /*
6880          * Nobody should be changing or seriously looking at
6881          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6882          * exclusive access to the page.
6883          */
6884
6885         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6886                 if (ug->memcg) {
6887                         uncharge_batch(ug);
6888                         uncharge_gather_clear(ug);
6889                 }
6890                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6891
6892                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6893                 css_get(&ug->memcg->css);
6894         }
6895
6896         nr_pages = compound_nr(page);
6897         ug->nr_pages += nr_pages;
6898
6899         if (!PageKmemcg(page)) {
6900                 ug->pgpgout++;
6901         } else {
6902                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6903                 __ClearPageKmemcg(page);
6904         }
6905
6906         ug->dummy_page = page;
6907         page->mem_cgroup = NULL;
6908         css_put(&ug->memcg->css);
6909 }
6910
6911 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6912 {
6913         struct uncharge_gather ug;
6914         struct list_head *next;
6915
6916         uncharge_gather_clear(&ug);
6917
6918         /*
6919          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6920          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6921          */
6922         next = page_list->next;
6923         do {
6924                 struct page *page;
6925
6926                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6927                 next = page->lru.next;
6928
6929                 uncharge_page(page, &ug);
6930         } while (next != page_list);
6931
6932         if (ug.memcg)
6933                 uncharge_batch(&ug);
6934 }
6935
6936 /**
6937  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6938  * @page: page to uncharge
6939  *
6940  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6941  */
6942 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6943 {
6944         struct uncharge_gather ug;
6945
6946         if (mem_cgroup_disabled())
6947                 return;
6948
6949         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6950         if (!page->mem_cgroup)
6951                 return;
6952
6953         uncharge_gather_clear(&ug);
6954         uncharge_page(page, &ug);
6955         uncharge_batch(&ug);
6956 }
6957
6958 /**
6959  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6960  * @page_list: list of pages to uncharge
6961  *
6962  * Uncharge a list of pages previously charged with
6963  * mem_cgroup_charge().
6964  */
6965 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6966 {
6967         if (mem_cgroup_disabled())
6968                 return;
6969
6970         if (!list_empty(page_list))
6971                 uncharge_list(page_list);
6972 }
6973
6974 /**
6975  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6976  * @oldpage: currently circulating page
6977  * @newpage: replacement page
6978  *
6979  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6980  * be uncharged upon free.
6981  *
6982  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6983  */
6984 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6985 {
6986         struct mem_cgroup *memcg;
6987         unsigned int nr_pages;
6988         unsigned long flags;
6989
6990         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6991         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6992         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6993         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6994                        newpage);
6995
6996         if (mem_cgroup_disabled())
6997                 return;
6998
6999         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7000         if (newpage->mem_cgroup)
7001                 return;
7002
7003         memcg = oldpage->mem_cgroup;
7004         if (!memcg)
7005                 return;
7006
7007         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7008         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7009
7010         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7011         if (do_memsw_account())
7012                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7013
7014         css_get(&memcg->css);
7015         commit_charge(newpage, memcg);
7016
7017         local_irq_save(flags);
7018         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7019         memcg_check_events(memcg, newpage);
7020         local_irq_restore(flags);
7021 }
7022
7023 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7024 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7025
7026 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7027 {
7028         struct mem_cgroup *memcg;
7029
7030         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7031                 return;
7032
7033         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7034         if (in_interrupt())
7035                 return;
7036
7037         rcu_read_lock();
7038         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7039         if (memcg == root_mem_cgroup)
7040                 goto out;
7041         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7042                 goto out;
7043         if (css_tryget(&memcg->css))
7044                 sk->sk_memcg = memcg;
7045 out:
7046         rcu_read_unlock();
7047 }
7048
7049 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7050 {
7051         if (sk->sk_memcg)
7052                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7053 }
7054
7055 /**
7056  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7057  * @memcg: memcg to charge
7058  * @nr_pages: number of pages to charge
7059  *
7060  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7061  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7062  */
7063 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7064 {
7065         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7066
7067         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7068                 struct page_counter *fail;
7069
7070                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7071                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7072                         return true;
7073                 }
7074                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7075                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7076                 return false;
7077         }
7078
7079         /* Don't block in the packet receive path */
7080         if (in_softirq())
7081                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7082
7083         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7084
7085         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7086                 return true;
7087
7088         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7089         return false;
7090 }
7091
7092 /**
7093  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7094  * @memcg: memcg to uncharge
7095  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7096  */
7097 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7098 {
7099         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7100                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7101                 return;
7102         }
7103
7104         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7105
7106         refill_stock(memcg, nr_pages);
7107 }
7108
7109 static int __init cgroup_memory(char *s)
7110 {
7111         char *token;
7112
7113         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7114                 if (!*token)
7115                         continue;
7116                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7117                         cgroup_memory_nosocket = true;
7118                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7119                         cgroup_memory_nokmem = true;
7120         }
7121         return 0;
7122 }
7123 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7124
7125 /*
7126  * subsys_initcall() for memory controller.
7127  *
7128  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7129  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7130  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7131  * should be initialized from here.
7132  */
7133 static int __init mem_cgroup_init(void)
7134 {
7135         int cpu, node;
7136
7137         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7138                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7139
7140         for_each_possible_cpu(cpu)
7141                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7142                           drain_local_stock);
7143
7144         for_each_node(node) {
7145                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7146
7147                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7148                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7149
7150                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7151                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7152                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7153                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7154         }
7155
7156         return 0;
7157 }
7158 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7159
7160 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7161 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7162 {
7163         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7164                 /*
7165                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7166                  * always be >= 1.
7167                  */
7168                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7169                         VM_BUG_ON(1);
7170                         break;
7171                 }
7172                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7173                 if (!memcg)
7174                         memcg = root_mem_cgroup;
7175         }
7176         return memcg;
7177 }
7178
7179 /**
7180  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7181  * @page: page whose memsw charge to transfer
7182  * @entry: swap entry to move the charge to
7183  *
7184  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7185  */
7186 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7187 {
7188         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7189         unsigned int nr_entries;
7190         unsigned short oldid;
7191
7192         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7193         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7194
7195         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7196                 return;
7197
7198         memcg = page->mem_cgroup;
7199
7200         /* Readahead page, never charged */
7201         if (!memcg)
7202                 return;
7203
7204         /*
7205          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7206          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7207          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7208          */
7209         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7210         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7211         /* Get references for the tail pages, too */
7212         if (nr_entries > 1)
7213                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7214         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7215                                    nr_entries);
7216         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7217         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7218
7219         page->mem_cgroup = NULL;
7220
7221         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7222                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7223
7224         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7225                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7226                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7227                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7228         }
7229
7230         /*
7231          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7232          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7233          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7234          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7235          */
7236         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7237         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7238         memcg_check_events(memcg, page);
7239
7240         css_put(&memcg->css);
7241 }
7242
7243 /**
7244  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7245  * @page: page being added to swap
7246  * @entry: swap entry to charge
7247  *
7248  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7249  *
7250  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7251  */
7252 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7253 {
7254         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7255         struct page_counter *counter;
7256         struct mem_cgroup *memcg;
7257         unsigned short oldid;
7258
7259         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7260                 return 0;
7261
7262         memcg = page->mem_cgroup;
7263
7264         /* Readahead page, never charged */
7265         if (!memcg)
7266                 return 0;
7267
7268         if (!entry.val) {
7269                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7270                 return 0;
7271         }
7272
7273         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7274
7275         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7276             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7277                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7278                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7279                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7280                 return -ENOMEM;
7281         }
7282
7283         /* Get references for the tail pages, too */
7284         if (nr_pages > 1)
7285                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7286         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7287         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7288         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7289
7290         return 0;
7291 }
7292
7293 /**
7294  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7295  * @entry: swap entry to uncharge
7296  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7297  */
7298 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7299 {
7300         struct mem_cgroup *memcg;
7301         unsigned short id;
7302
7303         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7304         rcu_read_lock();
7305         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7306         if (memcg) {
7307                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7308                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7309                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7310                         else
7311                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7312                 }
7313                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7314                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7315         }
7316         rcu_read_unlock();
7317 }
7318
7319 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7320 {
7321         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7322
7323         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7324                 return nr_swap_pages;
7325         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7326                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7327                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7328                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7329         return nr_swap_pages;
7330 }
7331
7332 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7333 {
7334         struct mem_cgroup *memcg;
7335
7336         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7337
7338         if (vm_swap_full())
7339                 return true;
7340         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7341                 return false;
7342
7343         memcg = page->mem_cgroup;
7344         if (!memcg)
7345                 return false;
7346
7347         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7348                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7349
7350                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7351                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7352                         return true;
7353         }
7354
7355         return false;
7356 }
7357
7358 static int __init setup_swap_account(char *s)
7359 {
7360         if (!strcmp(s, "1"))
7361                 cgroup_memory_noswap = false;
7362         else if (!strcmp(s, "0"))
7363                 cgroup_memory_noswap = true;
7364         return 1;
7365 }
7366 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7367
7368 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7369                              struct cftype *cft)
7370 {
7371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7372
7373         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7374 }
7375
7376 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7377 {
7378         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7379                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7380 }
7381
7382 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7383                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7384 {
7385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7386         unsigned long high;
7387         int err;
7388
7389         buf = strstrip(buf);
7390         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7391         if (err)
7392                 return err;
7393
7394         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7395
7396         return nbytes;
7397 }
7398
7399 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7400 {
7401         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7402                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7403 }
7404
7405 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7406                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7407 {
7408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7409         unsigned long max;
7410         int err;
7411
7412         buf = strstrip(buf);
7413         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7414         if (err)
7415                 return err;
7416
7417         xchg(&memcg->swap.max, max);
7418
7419         return nbytes;
7420 }
7421
7422 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7423 {
7424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7425
7426         seq_printf(m, "high %lu\n",
7427                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7428         seq_printf(m, "max %lu\n",
7429                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7430         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7431                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7432
7433         return 0;
7434 }
7435
7436 static struct cftype swap_files[] = {
7437         {
7438                 .name = "swap.current",
7439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7440                 .read_u64 = swap_current_read,
7441         },
7442         {
7443                 .name = "swap.high",
7444                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7445                 .seq_show = swap_high_show,
7446                 .write = swap_high_write,
7447         },
7448         {
7449                 .name = "swap.max",
7450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7451                 .seq_show = swap_max_show,
7452                 .write = swap_max_write,
7453         },
7454         {
7455                 .name = "swap.events",
7456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7457                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7458                 .seq_show = swap_events_show,
7459         },
7460         { }     /* terminate */
7461 };
7462
7463 static struct cftype memsw_files[] = {
7464         {
7465                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7466                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7467                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7468         },
7469         {
7470                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7471                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7472                 .write = mem_cgroup_reset,
7473                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7474         },
7475         {
7476                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7477                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7478                 .write = mem_cgroup_write,
7479                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7480         },
7481         {
7482                 .name = "memsw.failcnt",
7483                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7484                 .write = mem_cgroup_reset,
7485                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7486         },
7487         { },    /* terminate */
7488 };
7489
7490 /*
7491  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7492  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7493  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7494  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7495  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7496  */
7497 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7498 {
7499         /* No memory control -> no swap control */
7500         if (mem_cgroup_disabled())
7501                 cgroup_memory_noswap = true;
7502
7503         if (cgroup_memory_noswap)
7504                 return 0;
7505
7506         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7507         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7508
7509         return 0;
7510 }
7511 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7512
7513 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */