mm: memcontrol: change ug->dummy_page only if memcg changed
[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 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
259                                unsigned int nr_pages);
260 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
261                                   unsigned int nr_pages);
262
263 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
264 {
265         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
266         struct mem_cgroup *memcg;
267         unsigned int nr_bytes;
268         unsigned int nr_pages;
269         unsigned long flags;
270
271         /*
272          * At this point all allocated objects are freed, and
273          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
274          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
275          *
276          * The following sequence can lead to it:
277          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
278          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
279          *          PAGE_SIZE bytes are charged
280          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
281          *          the stock if flushed,
282          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
283          * 5) CPU0: we do release this object,
284          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
285          * 6) CPU0: stock is flushed,
286          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
287          *
288          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
289          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
290          */
291         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
292         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
293         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
294
295         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
296         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
297         if (nr_pages)
298                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
299         list_del(&objcg->list);
300         mem_cgroup_put(memcg);
301         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
302
303         percpu_ref_exit(ref);
304         kfree_rcu(objcg, rcu);
305 }
306
307 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
308 {
309         struct obj_cgroup *objcg;
310         int ret;
311
312         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
313         if (!objcg)
314                 return NULL;
315
316         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
317                               GFP_KERNEL);
318         if (ret) {
319                 kfree(objcg);
320                 return NULL;
321         }
322         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
323         return objcg;
324 }
325
326 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
327                                   struct mem_cgroup *parent)
328 {
329         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
330
331         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
332
333         spin_lock_irq(&css_set_lock);
334
335         /* Move active objcg to the parent's list */
336         xchg(&objcg->memcg, parent);
337         css_get(&parent->css);
338         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
339
340         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
341         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
342                 css_get(&parent->css);
343                 xchg(&iter->memcg, parent);
344                 css_put(&memcg->css);
345         }
346         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
347
348         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
349
350         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
351 }
352
353 /*
354  * This will be used as a shrinker list's index.
355  * The main reason for not using cgroup id for this:
356  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
357  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
358  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
359  *  200 entry array for that.
360  *
361  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
362  * will double each time we have to increase it.
363  */
364 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
365 int memcg_nr_cache_ids;
366
367 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
368 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
369
370 void memcg_get_cache_ids(void)
371 {
372         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 void memcg_put_cache_ids(void)
376 {
377         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
378 }
379
380 /*
381  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
382  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
383  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
384  * tunable, but that is strictly not necessary.
385  *
386  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
387  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
388  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
389  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
390  * increase ours as well if it increases.
391  */
392 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
393 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
394
395 /*
396  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
397  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
398  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
399  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
400  */
401 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
402 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
403 #endif
404
405 static int memcg_shrinker_map_size;
406 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
407
408 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
409 {
410         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
411 }
412
413 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
414                                          int size, int old_size)
415 {
416         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
417         struct mem_cgroup_per_node *pn;
418         int nid;
419
420         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
421
422         for_each_node(nid) {
423                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
424                 old = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
425                 /* Not yet online memcg */
426                 if (!old)
427                         return 0;
428
429                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
430                 if (!new)
431                         return -ENOMEM;
432
433                 /* Set all old bits, clear all new bits */
434                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
435                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
436
437                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, new);
438                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
439         }
440
441         return 0;
442 }
443
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
445 {
446         struct mem_cgroup_per_node *pn;
447         struct memcg_shrinker_map *map;
448         int nid;
449
450         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
451                 return;
452
453         for_each_node(nid) {
454                 pn = memcg->nodeinfo[nid];
455                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
456                 kvfree(map);
457                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
458         }
459 }
460
461 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
462 {
463         struct memcg_shrinker_map *map;
464         int nid, size, ret = 0;
465
466         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
467                 return 0;
468
469         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
470         size = memcg_shrinker_map_size;
471         for_each_node(nid) {
472                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
473                 if (!map) {
474                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
475                         ret = -ENOMEM;
476                         break;
477                 }
478                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
479         }
480         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
481
482         return ret;
483 }
484
485 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
486 {
487         int size, old_size, ret = 0;
488         struct mem_cgroup *memcg;
489
490         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
491         old_size = memcg_shrinker_map_size;
492         if (size <= old_size)
493                 return 0;
494
495         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
496         if (!root_mem_cgroup)
497                 goto unlock;
498
499         for_each_mem_cgroup(memcg) {
500                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
501                         continue;
502                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
503                 if (ret) {
504                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
505                         goto unlock;
506                 }
507         }
508 unlock:
509         if (!ret)
510                 memcg_shrinker_map_size = size;
511         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
512         return ret;
513 }
514
515 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
516 {
517         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
518                 struct memcg_shrinker_map *map;
519
520                 rcu_read_lock();
521                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
522                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
523                 smp_mb__before_atomic();
524                 set_bit(shrinker_id, map->map);
525                 rcu_read_unlock();
526         }
527 }
528
529 /**
530  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
531  * @page: page of interest
532  *
533  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
534  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
535  * until it is released.
536  *
537  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
538  * is returned.
539  */
540 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
541 {
542         struct mem_cgroup *memcg;
543
544         memcg = page_memcg(page);
545
546         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
547                 memcg = root_mem_cgroup;
548
549         return &memcg->css;
550 }
551
552 /**
553  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
554  * @page: the page
555  *
556  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
557  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
558  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
559  *
560  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
561  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
562  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
563  * do not care (such as procfs interfaces).
564  */
565 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
566 {
567         struct mem_cgroup *memcg;
568         unsigned long ino = 0;
569
570         rcu_read_lock();
571         memcg = page_memcg_check(page);
572
573         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
574                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
575         if (memcg)
576                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
577         rcu_read_unlock();
578         return ino;
579 }
580
581 static struct mem_cgroup_per_node *
582 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
583 {
584         int nid = page_to_nid(page);
585
586         return memcg->nodeinfo[nid];
587 }
588
589 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
590 soft_limit_tree_node(int nid)
591 {
592         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
593 }
594
595 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
596 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
597 {
598         int nid = page_to_nid(page);
599
600         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
601 }
602
603 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
604                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
605                                          unsigned long new_usage_in_excess)
606 {
607         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
608         struct rb_node *parent = NULL;
609         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
610         bool rightmost = true;
611
612         if (mz->on_tree)
613                 return;
614
615         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
616         if (!mz->usage_in_excess)
617                 return;
618         while (*p) {
619                 parent = *p;
620                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
621                                         tree_node);
622                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
623                         p = &(*p)->rb_left;
624                         rightmost = false;
625                 } else {
626                         p = &(*p)->rb_right;
627                 }
628         }
629
630         if (rightmost)
631                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
632
633         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
634         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
635         mz->on_tree = true;
636 }
637
638 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
639                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
640 {
641         if (!mz->on_tree)
642                 return;
643
644         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
645                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
646
647         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
648         mz->on_tree = false;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
652                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
653 {
654         unsigned long flags;
655
656         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
657         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
658         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
659 }
660
661 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
662 {
663         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
664         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
665         unsigned long excess = 0;
666
667         if (nr_pages > soft_limit)
668                 excess = nr_pages - soft_limit;
669
670         return excess;
671 }
672
673 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
674 {
675         unsigned long excess;
676         struct mem_cgroup_per_node *mz;
677         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
678
679         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
680         if (!mctz)
681                 return;
682         /*
683          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
684          * because their event counter is not touched.
685          */
686         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
687                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
688                 excess = soft_limit_excess(memcg);
689                 /*
690                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
691                  * mem is over its softlimit.
692                  */
693                 if (excess || mz->on_tree) {
694                         unsigned long flags;
695
696                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
697                         /* if on-tree, remove it */
698                         if (mz->on_tree)
699                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
700                         /*
701                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
702                          * If excess is 0, no tree ops.
703                          */
704                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
705                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
706                 }
707         }
708 }
709
710 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
711 {
712         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
713         struct mem_cgroup_per_node *mz;
714         int nid;
715
716         for_each_node(nid) {
717                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
718                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
719                 if (mctz)
720                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
721         }
722 }
723
724 static struct mem_cgroup_per_node *
725 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
726 {
727         struct mem_cgroup_per_node *mz;
728
729 retry:
730         mz = NULL;
731         if (!mctz->rb_rightmost)
732                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
733
734         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
735                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
736         /*
737          * Remove the node now but someone else can add it back,
738          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
739          * position in the tree.
740          */
741         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
742         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
743             !css_tryget(&mz->memcg->css))
744                 goto retry;
745 done:
746         return mz;
747 }
748
749 static struct mem_cgroup_per_node *
750 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
751 {
752         struct mem_cgroup_per_node *mz;
753
754         spin_lock_irq(&mctz->lock);
755         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
756         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
757         return mz;
758 }
759
760 /**
761  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
762  * @memcg: the memory cgroup
763  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
764  * @val: delta to add to the counter, can be negative
765  */
766 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
767 {
768         if (mem_cgroup_disabled())
769                 return;
770
771         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
772         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
773 }
774
775 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
776 static unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
777 {
778         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats.state[idx]);
779 #ifdef CONFIG_SMP
780         if (x < 0)
781                 x = 0;
782 #endif
783         return x;
784 }
785
786 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
787 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
788 {
789         long x = 0;
790         int cpu;
791
792         for_each_possible_cpu(cpu)
793                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
794 #ifdef CONFIG_SMP
795         if (x < 0)
796                 x = 0;
797 #endif
798         return x;
799 }
800
801 static struct mem_cgroup_per_node *
802 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
803 {
804         struct mem_cgroup *parent;
805
806         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
807         if (!parent)
808                 return NULL;
809         return parent->nodeinfo[nid];
810 }
811
812 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
813                               int val)
814 {
815         struct mem_cgroup_per_node *pn;
816         struct mem_cgroup *memcg;
817         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
818
819         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
820         memcg = pn->memcg;
821
822         /* Update memcg */
823         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
824
825         /* Update lruvec */
826         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
827
828         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
829                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
830
831         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
832         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
833                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
834                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
835
836                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
837                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
838                 x = 0;
839         }
840         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
841 }
842
843 /**
844  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
845  * @lruvec: the lruvec
846  * @idx: the stat item
847  * @val: delta to add to the counter, can be negative
848  *
849  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
850  * function updates the all three counters that are affected by a
851  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
852  */
853 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
854                         int val)
855 {
856         /* Update node */
857         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
858
859         /* Update memcg and lruvec */
860         if (!mem_cgroup_disabled())
861                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
862 }
863
864 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
865                              int val)
866 {
867         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
868         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
869         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
870         struct lruvec *lruvec;
871
872         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
873         if (!memcg) {
874                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
875                 return;
876         }
877
878         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
879         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
882
883 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
884 {
885         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
886         struct mem_cgroup *memcg;
887         struct lruvec *lruvec;
888
889         rcu_read_lock();
890         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
891
892         /*
893          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
894          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
895          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
896          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
897          */
898         if (!memcg) {
899                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
900         } else {
901                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
902                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
903         }
904         rcu_read_unlock();
905 }
906
907 /**
908  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
909  * @memcg: the memory cgroup
910  * @idx: the event item
911  * @count: the number of events that occured
912  */
913 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
914                           unsigned long count)
915 {
916         if (mem_cgroup_disabled())
917                 return;
918
919         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
920         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1047 {
1048         if (in_interrupt())
1049                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1050         else
1051                 return current->active_memcg;
1052 }
1053
1054 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1055 {
1056         struct mem_cgroup *memcg;
1057
1058         rcu_read_lock();
1059         memcg = active_memcg();
1060         /* remote memcg must hold a ref. */
1061         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1062                 memcg = root_mem_cgroup;
1063         rcu_read_unlock();
1064
1065         return memcg;
1066 }
1067
1068 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1069 {
1070         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1071         if (unlikely(active_memcg()))
1072                 return false;
1073
1074         /* Memcg to charge can't be determined. */
1075         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1076                 return true;
1077
1078         return false;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1083  */
1084 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1085 {
1086         if (memcg_kmem_bypass())
1087                 return NULL;
1088
1089         if (unlikely(active_memcg()))
1090                 return get_active_memcg();
1091
1092         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1093 }
1094
1095 /**
1096  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1097  * @root: hierarchy root
1098  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1099  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1100  *
1101  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1102  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1103  *
1104  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1105  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1106  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1107  *
1108  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1109  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1110  * same node.
1111  */
1112 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1113                                    struct mem_cgroup *prev,
1114                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1115 {
1116         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1117         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1118         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1119         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1120
1121         if (mem_cgroup_disabled())
1122                 return NULL;
1123
1124         if (!root)
1125                 root = root_mem_cgroup;
1126
1127         if (prev && !reclaim)
1128                 pos = prev;
1129
1130         rcu_read_lock();
1131
1132         if (reclaim) {
1133                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1134
1135                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1136                 iter = &mz->iter;
1137
1138                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1139                         goto out_unlock;
1140
1141                 while (1) {
1142                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1143                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1144                                 break;
1145                         /*
1146                          * css reference reached zero, so iter->position will
1147                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1148                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1149                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1150                          * might block it. So we clear iter->position right
1151                          * away.
1152                          */
1153                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1154                 }
1155         }
1156
1157         if (pos)
1158                 css = &pos->css;
1159
1160         for (;;) {
1161                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1162                 if (!css) {
1163                         /*
1164                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1165                          * new one might jump in right at the end of
1166                          * the hierarchy - make sure they see at least
1167                          * one group and restart from the beginning.
1168                          */
1169                         if (!prev)
1170                                 continue;
1171                         break;
1172                 }
1173
1174                 /*
1175                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1176                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1177                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1178                  */
1179                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1180
1181                 if (css == &root->css)
1182                         break;
1183
1184                 if (css_tryget(css))
1185                         break;
1186
1187                 memcg = NULL;
1188         }
1189
1190         if (reclaim) {
1191                 /*
1192                  * The position could have already been updated by a competing
1193                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1194                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1195                  */
1196                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1197
1198                 if (pos)
1199                         css_put(&pos->css);
1200
1201                 if (!memcg)
1202                         iter->generation++;
1203                 else if (!prev)
1204                         reclaim->generation = iter->generation;
1205         }
1206
1207 out_unlock:
1208         rcu_read_unlock();
1209         if (prev && prev != root)
1210                 css_put(&prev->css);
1211
1212         return memcg;
1213 }
1214
1215 /**
1216  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1217  * @root: hierarchy root
1218  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1219  */
1220 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1221                            struct mem_cgroup *prev)
1222 {
1223         if (!root)
1224                 root = root_mem_cgroup;
1225         if (prev && prev != root)
1226                 css_put(&prev->css);
1227 }
1228
1229 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1230                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1231 {
1232         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1233         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1234         int nid;
1235
1236         for_each_node(nid) {
1237                 mz = from->nodeinfo[nid];
1238                 iter = &mz->iter;
1239                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1240         }
1241 }
1242
1243 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1244 {
1245         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1246         struct mem_cgroup *last;
1247
1248         do {
1249                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1250                 last = memcg;
1251         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1252
1253         /*
1254          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1255          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1256          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1257          * dead_memcg from cgroup root separately.
1258          */
1259         if (last != root_mem_cgroup)
1260                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1261                                                 dead_memcg);
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1266  * @memcg: hierarchy root
1267  * @fn: function to call for each task
1268  * @arg: argument passed to @fn
1269  *
1270  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1271  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1272  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1273  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1274  *
1275  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1276  */
1277 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1278                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1279 {
1280         struct mem_cgroup *iter;
1281         int ret = 0;
1282
1283         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1284
1285         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1286                 struct css_task_iter it;
1287                 struct task_struct *task;
1288
1289                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1290                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1291                         ret = fn(task, arg);
1292                 css_task_iter_end(&it);
1293                 if (ret) {
1294                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1295                         break;
1296                 }
1297         }
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1302 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1303 {
1304         struct mem_cgroup *memcg;
1305
1306         if (mem_cgroup_disabled())
1307                 return;
1308
1309         memcg = page_memcg(page);
1310
1311         if (!memcg)
1312                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1313         else
1314                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1315 }
1316 #endif
1317
1318 /**
1319  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1320  * @page: the page
1321  *
1322  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1323  * - page locked
1324  * - PageLRU cleared
1325  * - lock_page_memcg()
1326  * - page->_refcount is zero
1327  */
1328 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1329 {
1330         struct lruvec *lruvec;
1331         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1332
1333         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1334         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1335
1336         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1337
1338         return lruvec;
1339 }
1340
1341 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1342 {
1343         struct lruvec *lruvec;
1344         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1345
1346         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1347         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1348
1349         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1350
1351         return lruvec;
1352 }
1353
1354 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1355 {
1356         struct lruvec *lruvec;
1357         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1358
1359         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1360         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1361
1362         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1363
1364         return lruvec;
1365 }
1366
1367 /**
1368  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1369  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1370  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1371  * @zid: zone id of the accounted pages
1372  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1373  *
1374  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1375  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1376  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1377  */
1378 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1379                                 int zid, int nr_pages)
1380 {
1381         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1382         unsigned long *lru_size;
1383         long size;
1384
1385         if (mem_cgroup_disabled())
1386                 return;
1387
1388         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1389         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1390
1391         if (nr_pages < 0)
1392                 *lru_size += nr_pages;
1393
1394         size = *lru_size;
1395         if (WARN_ONCE(size < 0,
1396                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1397                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1398                 VM_BUG_ON(1);
1399                 *lru_size = 0;
1400         }
1401
1402         if (nr_pages > 0)
1403                 *lru_size += nr_pages;
1404 }
1405
1406 /**
1407  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1408  * @memcg: the memory cgroup
1409  *
1410  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1411  * pages.
1412  */
1413 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         unsigned long margin = 0;
1416         unsigned long count;
1417         unsigned long limit;
1418
1419         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1420         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1421         if (count < limit)
1422                 margin = limit - count;
1423
1424         if (do_memsw_account()) {
1425                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1426                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1427                 if (count < limit)
1428                         margin = min(margin, limit - count);
1429                 else
1430                         margin = 0;
1431         }
1432
1433         return margin;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1438  *
1439  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1440  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1441  * caused by "move".
1442  */
1443 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1444 {
1445         struct mem_cgroup *from;
1446         struct mem_cgroup *to;
1447         bool ret = false;
1448         /*
1449          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1450          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1451          */
1452         spin_lock(&mc.lock);
1453         from = mc.from;
1454         to = mc.to;
1455         if (!from)
1456                 goto unlock;
1457
1458         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1459                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1460 unlock:
1461         spin_unlock(&mc.lock);
1462         return ret;
1463 }
1464
1465 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1466 {
1467         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1468                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1469                         DEFINE_WAIT(wait);
1470                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1471                         /* moving charge context might have finished. */
1472                         if (mc.moving_task)
1473                                 schedule();
1474                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1475                         return true;
1476                 }
1477         }
1478         return false;
1479 }
1480
1481 struct memory_stat {
1482         const char *name;
1483         unsigned int idx;
1484 };
1485
1486 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1487         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1488         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1489         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1490         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1491         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1492         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1493         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1494         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1495         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1496         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1497 #ifdef CONFIG_SWAP
1498         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1499 #endif
1500 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1501         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1502         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1503         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1504 #endif
1505         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1506         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1507         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1508         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1509         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1510         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1511         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1512
1513         /* The memory events */
1514         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1515         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1516         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1517         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1518         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1519         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1520         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1521 };
1522
1523 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1524 static int memcg_page_state_unit(int item)
1525 {
1526         switch (item) {
1527         case MEMCG_PERCPU_B:
1528         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1529         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1530         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1531         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1532         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1533         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1534         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1535         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1536         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1537                 return 1;
1538         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1539                 return SZ_1K;
1540         default:
1541                 return PAGE_SIZE;
1542         }
1543 }
1544
1545 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1546                                                     int item)
1547 {
1548         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1549 }
1550
1551 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         struct seq_buf s;
1554         int i;
1555
1556         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1557         if (!s.buffer)
1558                 return NULL;
1559
1560         /*
1561          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1562          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1563          *
1564          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1565          * 1) generic big picture -> specifics and details
1566          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1567          *
1568          * Current memory state:
1569          */
1570         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
1571
1572         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1573                 u64 size;
1574
1575                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1576                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1577
1578                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1579                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1580                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1581                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1582                 }
1583         }
1584
1585         /* Accumulated memory events */
1586
1587         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1588                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1589         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1590                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1591         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1592                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1593         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1594                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1595                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1596         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1597                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1598                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1599         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1600                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1601         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1602                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1603         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1604                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1605         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1606                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1607
1608 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1609         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1610                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1611         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1612                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1613 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1614
1615         /* The above should easily fit into one page */
1616         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1617
1618         return s.buffer;
1619 }
1620
1621 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1622 /**
1623  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1624  * memory controller.
1625  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1626  * @p: Task that is going to be killed
1627  *
1628  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1629  * enabled
1630  */
1631 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1632 {
1633         rcu_read_lock();
1634
1635         if (memcg) {
1636                 pr_cont(",oom_memcg=");
1637                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1638         } else
1639                 pr_cont(",global_oom");
1640         if (p) {
1641                 pr_cont(",task_memcg=");
1642                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1643         }
1644         rcu_read_unlock();
1645 }
1646
1647 /**
1648  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1649  * memory controller.
1650  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1651  */
1652 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1653 {
1654         char *buf;
1655
1656         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1657                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1658                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1659         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1660                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1661                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1662                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1663         else {
1664                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1665                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1666                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1667                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1668                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1669                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1670         }
1671
1672         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1673         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1674         pr_cont(":");
1675         buf = memory_stat_format(memcg);
1676         if (!buf)
1677                 return;
1678         pr_info("%s", buf);
1679         kfree(buf);
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1684  */
1685 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1686 {
1687         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1688
1689         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1690                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1691                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1692                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1693         } else { /* v1 */
1694                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1695                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1696                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1697
1698                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1699                 }
1700         }
1701         return max;
1702 }
1703
1704 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1705 {
1706         return page_counter_read(&memcg->memory);
1707 }
1708
1709 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1710                                      int order)
1711 {
1712         struct oom_control oc = {
1713                 .zonelist = NULL,
1714                 .nodemask = NULL,
1715                 .memcg = memcg,
1716                 .gfp_mask = gfp_mask,
1717                 .order = order,
1718         };
1719         bool ret = true;
1720
1721         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1722                 return true;
1723
1724         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1725                 goto unlock;
1726
1727         /*
1728          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1729          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1730          */
1731         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1732
1733 unlock:
1734         mutex_unlock(&oom_lock);
1735         return ret;
1736 }
1737
1738 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1739                                    pg_data_t *pgdat,
1740                                    gfp_t gfp_mask,
1741                                    unsigned long *total_scanned)
1742 {
1743         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1744         int total = 0;
1745         int loop = 0;
1746         unsigned long excess;
1747         unsigned long nr_scanned;
1748         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1749                 .pgdat = pgdat,
1750         };
1751
1752         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1753
1754         while (1) {
1755                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1756                 if (!victim) {
1757                         loop++;
1758                         if (loop >= 2) {
1759                                 /*
1760                                  * If we have not been able to reclaim
1761                                  * anything, it might because there are
1762                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1763                                  */
1764                                 if (!total)
1765                                         break;
1766                                 /*
1767                                  * We want to do more targeted reclaim.
1768                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1769                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1770                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1771                                  */
1772                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1773                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1774                                         break;
1775                         }
1776                         continue;
1777                 }
1778                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1779                                         pgdat, &nr_scanned);
1780                 *total_scanned += nr_scanned;
1781                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1782                         break;
1783         }
1784         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1785         return total;
1786 }
1787
1788 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1789 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1790         .name = "memcg_oom_lock",
1791 };
1792 #endif
1793
1794 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1795
1796 /*
1797  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1798  * If someone is running, return false.
1799  */
1800 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1803
1804         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1805
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1807                 if (iter->oom_lock) {
1808                         /*
1809                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1810                          * so we cannot give a lock.
1811                          */
1812                         failed = iter;
1813                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1814                         break;
1815                 } else
1816                         iter->oom_lock = true;
1817         }
1818
1819         if (failed) {
1820                 /*
1821                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1822                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1823                  */
1824                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1825                         if (iter == failed) {
1826                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1827                                 break;
1828                         }
1829                         iter->oom_lock = false;
1830                 }
1831         } else
1832                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1833
1834         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1835
1836         return !failed;
1837 }
1838
1839 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1840 {
1841         struct mem_cgroup *iter;
1842
1843         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1844         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1845         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1846                 iter->oom_lock = false;
1847         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1848 }
1849
1850 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1851 {
1852         struct mem_cgroup *iter;
1853
1854         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1855         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1856                 iter->under_oom++;
1857         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1858 }
1859
1860 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1861 {
1862         struct mem_cgroup *iter;
1863
1864         /*
1865          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1866          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1867          */
1868         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1869         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1870                 if (iter->under_oom > 0)
1871                         iter->under_oom--;
1872         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1873 }
1874
1875 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1876
1877 struct oom_wait_info {
1878         struct mem_cgroup *memcg;
1879         wait_queue_entry_t      wait;
1880 };
1881
1882 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1883         unsigned mode, int sync, void *arg)
1884 {
1885         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1886         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1887         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1888
1889         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1890         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1891
1892         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1893             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1894                 return 0;
1895         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1896 }
1897
1898 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1899 {
1900         /*
1901          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1902          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1903          * this function is called as a result of userland actions
1904          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1905          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1906          * triggering notification.
1907          */
1908         if (memcg && memcg->under_oom)
1909                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1910 }
1911
1912 enum oom_status {
1913         OOM_SUCCESS,
1914         OOM_FAILED,
1915         OOM_ASYNC,
1916         OOM_SKIPPED
1917 };
1918
1919 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1920 {
1921         enum oom_status ret;
1922         bool locked;
1923
1924         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1925                 return OOM_SKIPPED;
1926
1927         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1928
1929         /*
1930          * We are in the middle of the charge context here, so we
1931          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1932          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1933          *
1934          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1935          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1936          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1937          * released.
1938          *
1939          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1940          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1941          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1942          * invoke the oom killer here.
1943          *
1944          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1945          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1946          */
1947         if (memcg->oom_kill_disable) {
1948                 if (!current->in_user_fault)
1949                         return OOM_SKIPPED;
1950                 css_get(&memcg->css);
1951                 current->memcg_in_oom = memcg;
1952                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1953                 current->memcg_oom_order = order;
1954
1955                 return OOM_ASYNC;
1956         }
1957
1958         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1959
1960         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1961
1962         if (locked)
1963                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1964
1965         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1966         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1967                 ret = OOM_SUCCESS;
1968         else
1969                 ret = OOM_FAILED;
1970
1971         if (locked)
1972                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1973
1974         return ret;
1975 }
1976
1977 /**
1978  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1979  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1980  *
1981  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1982  * handler was enabled.
1983  *
1984  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1985  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1986  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1987  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1988  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1989  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1990  *
1991  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1992  * completed, %false otherwise.
1993  */
1994 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1995 {
1996         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1997         struct oom_wait_info owait;
1998         bool locked;
1999
2000         /* OOM is global, do not handle */
2001         if (!memcg)
2002                 return false;
2003
2004         if (!handle)
2005                 goto cleanup;
2006
2007         owait.memcg = memcg;
2008         owait.wait.flags = 0;
2009         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2010         owait.wait.private = current;
2011         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2012
2013         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2014         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2015
2016         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2017
2018         if (locked)
2019                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2020
2021         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2022                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2023                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2024                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2025                                          current->memcg_oom_order);
2026         } else {
2027                 schedule();
2028                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2029                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2030         }
2031
2032         if (locked) {
2033                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2034                 /*
2035                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2036                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2037                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2038                  */
2039                 memcg_oom_recover(memcg);
2040         }
2041 cleanup:
2042         current->memcg_in_oom = NULL;
2043         css_put(&memcg->css);
2044         return true;
2045 }
2046
2047 /**
2048  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2049  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2050  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2051  *
2052  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2053  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2054  *
2055  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2056  */
2057 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2058                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2059 {
2060         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2061         struct mem_cgroup *memcg;
2062
2063         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2064                 return NULL;
2065
2066         if (!oom_domain)
2067                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2068
2069         rcu_read_lock();
2070
2071         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2072         if (memcg == root_mem_cgroup)
2073                 goto out;
2074
2075         /*
2076          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2077          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2078          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2079          */
2080         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2081                 goto out;
2082
2083         /*
2084          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2085          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2086          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2087          */
2088         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2089                 if (memcg->oom_group)
2090                         oom_group = memcg;
2091
2092                 if (memcg == oom_domain)
2093                         break;
2094         }
2095
2096         if (oom_group)
2097                 css_get(&oom_group->css);
2098 out:
2099         rcu_read_unlock();
2100
2101         return oom_group;
2102 }
2103
2104 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         pr_info("Tasks in ");
2107         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2108         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2109 }
2110
2111 /**
2112  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2113  * @page: the page
2114  *
2115  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2116  * another cgroup.
2117  *
2118  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2119  * for the lifetime of the page.
2120  */
2121 void lock_page_memcg(struct page *page)
2122 {
2123         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2124         struct mem_cgroup *memcg;
2125         unsigned long flags;
2126
2127         /*
2128          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2129          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2130          * because page moving starts with an RCU grace period.
2131          */
2132         rcu_read_lock();
2133
2134         if (mem_cgroup_disabled())
2135                 return;
2136 again:
2137         memcg = page_memcg(head);
2138         if (unlikely(!memcg))
2139                 return;
2140
2141 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2142         local_irq_save(flags);
2143         might_lock(&memcg->move_lock);
2144         local_irq_restore(flags);
2145 #endif
2146
2147         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2148                 return;
2149
2150         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2151         if (memcg != page_memcg(head)) {
2152                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2153                 goto again;
2154         }
2155
2156         /*
2157          * When charge migration first begins, we can have multiple
2158          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2159          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2160          * move_lock for unlock_page_memcg().
2161          */
2162         memcg->move_lock_task = current;
2163         memcg->move_lock_flags = flags;
2164 }
2165 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2166
2167 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2168 {
2169         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2170                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2171
2172                 memcg->move_lock_task = NULL;
2173                 memcg->move_lock_flags = 0;
2174
2175                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2176         }
2177
2178         rcu_read_unlock();
2179 }
2180
2181 /**
2182  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2183  * @page: the page
2184  */
2185 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2186 {
2187         struct page *head = compound_head(page);
2188
2189         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2190 }
2191 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2192
2193 struct memcg_stock_pcp {
2194         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2195         unsigned int nr_pages;
2196
2197 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2198         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2199         unsigned int nr_bytes;
2200 #endif
2201
2202         struct work_struct work;
2203         unsigned long flags;
2204 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2205 };
2206 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2207 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2208
2209 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2210 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2211 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2212                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2213
2214 #else
2215 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2216 {
2217 }
2218 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2219                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2220 {
2221         return false;
2222 }
2223 #endif
2224
2225 /**
2226  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2227  * @memcg: memcg to consume from.
2228  * @nr_pages: how many pages to charge.
2229  *
2230  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2231  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2232  * service an allocation will refill the stock.
2233  *
2234  * returns true if successful, false otherwise.
2235  */
2236 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2237 {
2238         struct memcg_stock_pcp *stock;
2239         unsigned long flags;
2240         bool ret = false;
2241
2242         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2243                 return ret;
2244
2245         local_irq_save(flags);
2246
2247         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2248         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2249                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2250                 ret = true;
2251         }
2252
2253         local_irq_restore(flags);
2254
2255         return ret;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2260  */
2261 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2262 {
2263         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2264
2265         if (!old)
2266                 return;
2267
2268         if (stock->nr_pages) {
2269                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2270                 if (do_memsw_account())
2271                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2272                 stock->nr_pages = 0;
2273         }
2274
2275         css_put(&old->css);
2276         stock->cached = NULL;
2277 }
2278
2279 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2280 {
2281         struct memcg_stock_pcp *stock;
2282         unsigned long flags;
2283
2284         /*
2285          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2286          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2287          */
2288         local_irq_save(flags);
2289
2290         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2291         drain_obj_stock(stock);
2292         drain_stock(stock);
2293         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2294
2295         local_irq_restore(flags);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2300  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2301  */
2302 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2303 {
2304         struct memcg_stock_pcp *stock;
2305         unsigned long flags;
2306
2307         local_irq_save(flags);
2308
2309         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2310         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2311                 drain_stock(stock);
2312                 css_get(&memcg->css);
2313                 stock->cached = memcg;
2314         }
2315         stock->nr_pages += nr_pages;
2316
2317         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2318                 drain_stock(stock);
2319
2320         local_irq_restore(flags);
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2325  * of the hierarchy under it.
2326  */
2327 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2328 {
2329         int cpu, curcpu;
2330
2331         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2332         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2333                 return;
2334         /*
2335          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2336          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2337          * as well as workers from this path always operate on the local
2338          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2339          */
2340         curcpu = get_cpu();
2341         for_each_online_cpu(cpu) {
2342                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2343                 struct mem_cgroup *memcg;
2344                 bool flush = false;
2345
2346                 rcu_read_lock();
2347                 memcg = stock->cached;
2348                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2349                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2350                         flush = true;
2351                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2352                         flush = true;
2353                 rcu_read_unlock();
2354
2355                 if (flush &&
2356                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2357                         if (cpu == curcpu)
2358                                 drain_local_stock(&stock->work);
2359                         else
2360                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2361                 }
2362         }
2363         put_cpu();
2364         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2365 }
2366
2367 static void memcg_flush_lruvec_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2368 {
2369         int nid;
2370
2371         for_each_node(nid) {
2372                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
2373                 unsigned long stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
2374                 struct batched_lruvec_stat *lstatc;
2375                 int i;
2376
2377                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stat_cpu, cpu);
2378                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
2379                         stat[i] = lstatc->count[i];
2380                         lstatc->count[i] = 0;
2381                 }
2382
2383                 do {
2384                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
2385                                 atomic_long_add(stat[i], &pn->lruvec_stat[i]);
2386                 } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2387         }
2388 }
2389
2390 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2391 {
2392         struct memcg_stock_pcp *stock;
2393         struct mem_cgroup *memcg;
2394
2395         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2396         drain_stock(stock);
2397
2398         for_each_mem_cgroup(memcg)
2399                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
2400
2401         return 0;
2402 }
2403
2404 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2405                                   unsigned int nr_pages,
2406                                   gfp_t gfp_mask)
2407 {
2408         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2409
2410         do {
2411                 unsigned long pflags;
2412
2413                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2414                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2415                         continue;
2416
2417                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2418
2419                 psi_memstall_enter(&pflags);
2420                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2421                                                              gfp_mask, true);
2422                 psi_memstall_leave(&pflags);
2423         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2424                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2425
2426         return nr_reclaimed;
2427 }
2428
2429 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2430 {
2431         struct mem_cgroup *memcg;
2432
2433         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2434         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2439  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2440  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2441  */
2442 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2443
2444 /*
2445  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2446  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2447  * below.
2448  *
2449  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2450  *   overage ratio to a delay.
2451  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2452  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2453  *   to produce a reasonable delay curve.
2454  *
2455  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2456  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2457  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2458  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2459  * example, with a high of 100 megabytes:
2460  *
2461  *  +-------+------------------------+
2462  *  | usage | time to allocate in ms |
2463  *  +-------+------------------------+
2464  *  | 100M  |                      0 |
2465  *  | 101M  |                      6 |
2466  *  | 102M  |                     25 |
2467  *  | 103M  |                     57 |
2468  *  | 104M  |                    102 |
2469  *  | 105M  |                    159 |
2470  *  | 106M  |                    230 |
2471  *  | 107M  |                    313 |
2472  *  | 108M  |                    409 |
2473  *  | 109M  |                    518 |
2474  *  | 110M  |                    639 |
2475  *  | 111M  |                    774 |
2476  *  | 112M  |                    921 |
2477  *  | 113M  |                   1081 |
2478  *  | 114M  |                   1254 |
2479  *  | 115M  |                   1439 |
2480  *  | 116M  |                   1638 |
2481  *  | 117M  |                   1849 |
2482  *  | 118M  |                   2000 |
2483  *  | 119M  |                   2000 |
2484  *  | 120M  |                   2000 |
2485  *  +-------+------------------------+
2486  */
2487  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2488  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2489
2490 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2491 {
2492         u64 overage;
2493
2494         if (usage <= high)
2495                 return 0;
2496
2497         /*
2498          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2499          * it was a threshold of 1 page
2500          */
2501         high = max(high, 1UL);
2502
2503         overage = usage - high;
2504         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2505         return div64_u64(overage, high);
2506 }
2507
2508 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2509 {
2510         u64 overage, max_overage = 0;
2511
2512         do {
2513                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2514                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2515                 max_overage = max(overage, max_overage);
2516         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2517                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2518
2519         return max_overage;
2520 }
2521
2522 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2523 {
2524         u64 overage, max_overage = 0;
2525
2526         do {
2527                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2528                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2529                 if (overage)
2530                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2531                 max_overage = max(overage, max_overage);
2532         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2533                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2534
2535         return max_overage;
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2540  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2541  */
2542 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2543                                           unsigned int nr_pages,
2544                                           u64 max_overage)
2545 {
2546         unsigned long penalty_jiffies;
2547
2548         if (!max_overage)
2549                 return 0;
2550
2551         /*
2552          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2553          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2554          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2555          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2556          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2557          * overage amount.
2558          */
2559         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2560         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2561         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2562
2563         /*
2564          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2565          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2566          * 4N-sized allocation.
2567          *
2568          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2569          * larger the current charge patch is than that.
2570          */
2571         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2576  * and reclaims memory over the high limit.
2577  */
2578 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2579 {
2580         unsigned long penalty_jiffies;
2581         unsigned long pflags;
2582         unsigned long nr_reclaimed;
2583         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2584         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2585         struct mem_cgroup *memcg;
2586         bool in_retry = false;
2587
2588         if (likely(!nr_pages))
2589                 return;
2590
2591         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2592         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2593
2594 retry_reclaim:
2595         /*
2596          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2597          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2598          * or breaching resource isolation.
2599          *
2600          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2601          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2602          * allocator run every time an allocation is made.
2603          */
2604         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2605                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2606                                     GFP_KERNEL);
2607
2608         /*
2609          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2610          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2611          */
2612         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2613                                                mem_find_max_overage(memcg));
2614
2615         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2616                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2617
2618         /*
2619          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2620          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2621          * extremely slowly.
2622          */
2623         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2624
2625         /*
2626          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2627          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2628          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2629          * been aggressively reclaimed enough yet.
2630          */
2631         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2632                 goto out;
2633
2634         /*
2635          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2636          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2637          * throttling.
2638          */
2639         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2640                 in_retry = true;
2641                 goto retry_reclaim;
2642         }
2643
2644         /*
2645          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2646          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2647          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2648          */
2649         psi_memstall_enter(&pflags);
2650         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2651         psi_memstall_leave(&pflags);
2652
2653 out:
2654         css_put(&memcg->css);
2655 }
2656
2657 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2658                       unsigned int nr_pages)
2659 {
2660         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2661         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2662         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2663         struct page_counter *counter;
2664         enum oom_status oom_status;
2665         unsigned long nr_reclaimed;
2666         bool may_swap = true;
2667         bool drained = false;
2668         unsigned long pflags;
2669
2670         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2671                 return 0;
2672 retry:
2673         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2674                 return 0;
2675
2676         if (!do_memsw_account() ||
2677             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2678                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2679                         goto done_restock;
2680                 if (do_memsw_account())
2681                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2682                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2683         } else {
2684                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2685                 may_swap = false;
2686         }
2687
2688         if (batch > nr_pages) {
2689                 batch = nr_pages;
2690                 goto retry;
2691         }
2692
2693         /*
2694          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2695          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2696          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2697          * and let these go through as privileged allocations.
2698          */
2699         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2700                 goto force;
2701
2702         /*
2703          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2704          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2705          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2706          * free their memory.
2707          */
2708         if (unlikely(should_force_charge()))
2709                 goto force;
2710
2711         /*
2712          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2713          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2714          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2715          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2716          */
2717         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2718                 goto force;
2719
2720         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2721                 goto nomem;
2722
2723         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2724                 goto nomem;
2725
2726         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2727
2728         psi_memstall_enter(&pflags);
2729         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2730                                                     gfp_mask, may_swap);
2731         psi_memstall_leave(&pflags);
2732
2733         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2734                 goto retry;
2735
2736         if (!drained) {
2737                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2738                 drained = true;
2739                 goto retry;
2740         }
2741
2742         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2743                 goto nomem;
2744         /*
2745          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2746          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2747          * before killing the task.
2748          *
2749          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2750          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2751          * to regular pages anyway in case of failure.
2752          */
2753         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2754                 goto retry;
2755         /*
2756          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2757          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2758          */
2759         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2760                 goto retry;
2761
2762         if (nr_retries--)
2763                 goto retry;
2764
2765         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2766                 goto nomem;
2767
2768         if (fatal_signal_pending(current))
2769                 goto force;
2770
2771         /*
2772          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2773          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2774          * couldn't make any progress.
2775          */
2776         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2777                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2778         switch (oom_status) {
2779         case OOM_SUCCESS:
2780                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2781                 goto retry;
2782         case OOM_FAILED:
2783                 goto force;
2784         default:
2785                 goto nomem;
2786         }
2787 nomem:
2788         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2789                 return -ENOMEM;
2790 force:
2791         /*
2792          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2793          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2794          * temporarily by force charging it.
2795          */
2796         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2797         if (do_memsw_account())
2798                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2799
2800         return 0;
2801
2802 done_restock:
2803         if (batch > nr_pages)
2804                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2805
2806         /*
2807          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2808          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2809          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2810          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2811          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2812          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2813          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2814          */
2815         do {
2816                 bool mem_high, swap_high;
2817
2818                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2819                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2820                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2821                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2822
2823                 /* Don't bother a random interrupted task */
2824                 if (in_interrupt()) {
2825                         if (mem_high) {
2826                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2827                                 break;
2828                         }
2829                         continue;
2830                 }
2831
2832                 if (mem_high || swap_high) {
2833                         /*
2834                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2835                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2836                          * of the memory or swap footprints.
2837                          *
2838                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2839                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2840                          * based on how much each task is actually allocating.
2841                          */
2842                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2843                         set_notify_resume(current);
2844                         break;
2845                 }
2846         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2847
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2852 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2853 {
2854         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2855                 return;
2856
2857         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2858         if (do_memsw_account())
2859                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2860 }
2861 #endif
2862
2863 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2864 {
2865         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2866         /*
2867          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2868          *
2869          * - the page lock
2870          * - LRU isolation
2871          * - lock_page_memcg()
2872          * - exclusive reference
2873          */
2874         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2875 }
2876
2877 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2878 {
2879         struct mem_cgroup *memcg;
2880
2881         rcu_read_lock();
2882 retry:
2883         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2884         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2885                 goto retry;
2886         rcu_read_unlock();
2887
2888         return memcg;
2889 }
2890
2891 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2892 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2893                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2894 {
2895         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2896         unsigned long memcg_data;
2897         void *vec;
2898
2899         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2900                            page_to_nid(page));
2901         if (!vec)
2902                 return -ENOMEM;
2903
2904         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2905         if (new_page) {
2906                 /*
2907                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2908                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2909                  * memcg_data can be simply assigned.
2910                  */
2911                 page->memcg_data = memcg_data;
2912         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2913                 /*
2914                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2915                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2916                  * objcg vector should be reused.
2917                  */
2918                 kfree(vec);
2919                 return 0;
2920         }
2921
2922         kmemleak_not_leak(vec);
2923         return 0;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2928  *
2929  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2930  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2931  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2932  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2933  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2934  *
2935  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2936  * cgroup_mutex, etc.
2937  */
2938 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2939 {
2940         struct page *page;
2941
2942         if (mem_cgroup_disabled())
2943                 return NULL;
2944
2945         page = virt_to_head_page(p);
2946
2947         /*
2948          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2949          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2950          * the page->obj_cgroups.
2951          */
2952         if (page_objcgs_check(page)) {
2953                 struct obj_cgroup *objcg;
2954                 unsigned int off;
2955
2956                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2957                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2958                 if (objcg)
2959                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2960
2961                 return NULL;
2962         }
2963
2964         /*
2965          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2966          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2967          * at that moment, but it can be set concurrently.
2968          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2969          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2970          */
2971         return page_memcg_check(page);
2972 }
2973
2974 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2975 {
2976         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2977         struct mem_cgroup *memcg;
2978
2979         if (memcg_kmem_bypass())
2980                 return NULL;
2981
2982         rcu_read_lock();
2983         if (unlikely(active_memcg()))
2984                 memcg = active_memcg();
2985         else
2986                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2987
2988         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2989                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2990                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2991                         break;
2992                 objcg = NULL;
2993         }
2994         rcu_read_unlock();
2995
2996         return objcg;
2997 }
2998
2999 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3000 {
3001         int id, size;
3002         int err;
3003
3004         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3005                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3006         if (id < 0)
3007                 return id;
3008
3009         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3010                 return id;
3011
3012         /*
3013          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3014          * so we have to grow them.
3015          */
3016         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3017
3018         size = 2 * (id + 1);
3019         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3020                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3021         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3022                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3023
3024         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3025         if (!err)
3026                 memcg_nr_cache_ids = size;
3027
3028         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3029
3030         if (err) {
3031                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3032                 return err;
3033         }
3034         return id;
3035 }
3036
3037 static void memcg_free_cache_id(int id)
3038 {
3039         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3040 }
3041
3042 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3043                                       unsigned int nr_pages)
3044 {
3045         struct mem_cgroup *memcg;
3046
3047         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3048         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3049         css_put(&memcg->css);
3050 }
3051
3052 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3053                                    unsigned int nr_pages)
3054 {
3055         struct mem_cgroup *memcg;
3056         int ret;
3057
3058         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3059         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3060         css_put(&memcg->css);
3061
3062         return ret;
3063 }
3064
3065 /**
3066  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3067  * @memcg: memory cgroup to charge
3068  * @gfp: reclaim mode
3069  * @nr_pages: number of pages to charge
3070  *
3071  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3072  */
3073 static int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3074                                unsigned int nr_pages)
3075 {
3076         struct page_counter *counter;
3077         int ret;
3078
3079         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3080         if (ret)
3081                 return ret;
3082
3083         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3084             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3085
3086                 /*
3087                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3088                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3089                  * handling code.
3090                  */
3091                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3092                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3093                         return 0;
3094                 }
3095                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3096                 return -ENOMEM;
3097         }
3098         return 0;
3099 }
3100
3101 /**
3102  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3103  * @memcg: memcg to uncharge
3104  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3105  */
3106 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3107 {
3108         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3109                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3110
3111         refill_stock(memcg, nr_pages);
3112 }
3113
3114 /**
3115  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3116  * @page: page to charge
3117  * @gfp: reclaim mode
3118  * @order: allocation order
3119  *
3120  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3121  */
3122 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3123 {
3124         struct mem_cgroup *memcg;
3125         int ret = 0;
3126
3127         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3128         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3129                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3130                 if (!ret) {
3131                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3132                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3133                         return 0;
3134                 }
3135                 css_put(&memcg->css);
3136         }
3137         return ret;
3138 }
3139
3140 /**
3141  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3142  * @page: page to uncharge
3143  * @order: allocation order
3144  */
3145 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3146 {
3147         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3148         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3149
3150         if (!memcg)
3151                 return;
3152
3153         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3154         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3155         page->memcg_data = 0;
3156         css_put(&memcg->css);
3157 }
3158
3159 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3160 {
3161         struct memcg_stock_pcp *stock;
3162         unsigned long flags;
3163         bool ret = false;
3164
3165         local_irq_save(flags);
3166
3167         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3168         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3169                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3170                 ret = true;
3171         }
3172
3173         local_irq_restore(flags);
3174
3175         return ret;
3176 }
3177
3178 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3179 {
3180         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3181
3182         if (!old)
3183                 return;
3184
3185         if (stock->nr_bytes) {
3186                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3187                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3188
3189                 if (nr_pages)
3190                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3191
3192                 /*
3193                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3194                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3195                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3196                  * refill_obj_stock().
3197                  *
3198                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3199                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3200                  * so it might be changed in the future.
3201                  */
3202                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3203                 stock->nr_bytes = 0;
3204         }
3205
3206         obj_cgroup_put(old);
3207         stock->cached_objcg = NULL;
3208 }
3209
3210 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3211                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3212 {
3213         struct mem_cgroup *memcg;
3214
3215         if (stock->cached_objcg) {
3216                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3217                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3218                         return true;
3219         }
3220
3221         return false;
3222 }
3223
3224 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3225 {
3226         struct memcg_stock_pcp *stock;
3227         unsigned long flags;
3228
3229         local_irq_save(flags);
3230
3231         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3232         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3233                 drain_obj_stock(stock);
3234                 obj_cgroup_get(objcg);
3235                 stock->cached_objcg = objcg;
3236                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3237         }
3238         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3239
3240         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3241                 drain_obj_stock(stock);
3242
3243         local_irq_restore(flags);
3244 }
3245
3246 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3247 {
3248         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3249         int ret;
3250
3251         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3252                 return 0;
3253
3254         /*
3255          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3256          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3257          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3258          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3259          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3260          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3261          * refill_obj_stock(), called from this function or
3262          * independently later.
3263          */
3264         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3265         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3266
3267         if (nr_bytes)
3268                 nr_pages += 1;
3269
3270         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3271         if (!ret && nr_bytes)
3272                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3273
3274         return ret;
3275 }
3276
3277 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3278 {
3279         refill_obj_stock(objcg, size);
3280 }
3281
3282 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3283
3284 /*
3285  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3286  */
3287 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3288 {
3289         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3290         int i;
3291
3292         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3293                 return;
3294
3295         for (i = 1; i < nr; i++)
3296                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3297         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3298 }
3299
3300 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3301 /**
3302  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3303  * @entry: swap entry to be moved
3304  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3305  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3306  *
3307  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3308  * as the mem_cgroup's id of @from.
3309  *
3310  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3311  *
3312  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3313  * both res and memsw, and called css_get().
3314  */
3315 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3316                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3317 {
3318         unsigned short old_id, new_id;
3319
3320         old_id = mem_cgroup_id(from);
3321         new_id = mem_cgroup_id(to);
3322
3323         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3324                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3325                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3326                 return 0;
3327         }
3328         return -EINVAL;
3329 }
3330 #else
3331 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3332                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3333 {
3334         return -EINVAL;
3335 }
3336 #endif
3337
3338 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3339
3340 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3341                                  unsigned long max, bool memsw)
3342 {
3343         bool enlarge = false;
3344         bool drained = false;
3345         int ret;
3346         bool limits_invariant;
3347         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3348
3349         do {
3350                 if (signal_pending(current)) {
3351                         ret = -EINTR;
3352                         break;
3353                 }
3354
3355                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3356                 /*
3357                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3358                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3359                  */
3360                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3361                                            max <= memcg->memsw.max;
3362                 if (!limits_invariant) {
3363                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3364                         ret = -EINVAL;
3365                         break;
3366                 }
3367                 if (max > counter->max)
3368                         enlarge = true;
3369                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3370                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3371
3372                 if (!ret)
3373                         break;
3374
3375                 if (!drained) {
3376                         drain_all_stock(memcg);
3377                         drained = true;
3378                         continue;
3379                 }
3380
3381                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3382                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3383                         ret = -EBUSY;
3384                         break;
3385                 }
3386         } while (true);
3387
3388         if (!ret && enlarge)
3389                 memcg_oom_recover(memcg);
3390
3391         return ret;
3392 }
3393
3394 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3395                                             gfp_t gfp_mask,
3396                                             unsigned long *total_scanned)
3397 {
3398         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3399         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3400         unsigned long reclaimed;
3401         int loop = 0;
3402         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3403         unsigned long excess;
3404         unsigned long nr_scanned;
3405
3406         if (order > 0)
3407                 return 0;
3408
3409         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3410
3411         /*
3412          * Do not even bother to check the largest node if the root
3413          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3414          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3415          */
3416         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3417                 return 0;
3418
3419         /*
3420          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3421          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3422          * pressure
3423          */
3424         do {
3425                 if (next_mz)
3426                         mz = next_mz;
3427                 else
3428                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3429                 if (!mz)
3430                         break;
3431
3432                 nr_scanned = 0;
3433                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3434                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3435                 nr_reclaimed += reclaimed;
3436                 *total_scanned += nr_scanned;
3437                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3438                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3439
3440                 /*
3441                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3442                  * it is time to move on to the next cgroup
3443                  */
3444                 next_mz = NULL;
3445                 if (!reclaimed)
3446                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3447
3448                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3449                 /*
3450                  * One school of thought says that we should not add
3451                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3452                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3453                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3454                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3455                  * term TODO.
3456                  */
3457                 /* If excess == 0, no tree ops */
3458                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3459                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3460                 css_put(&mz->memcg->css);
3461                 loop++;
3462                 /*
3463                  * Could not reclaim anything and there are no more
3464                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3465                  * reclaiming anything.
3466                  */
3467                 if (!nr_reclaimed &&
3468                         (next_mz == NULL ||
3469                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3470                         break;
3471         } while (!nr_reclaimed);
3472         if (next_mz)
3473                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3474         return nr_reclaimed;
3475 }
3476
3477 /*
3478  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3479  *
3480  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3481  */
3482 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3483 {
3484         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3485
3486         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3487         lru_add_drain_all();
3488
3489         drain_all_stock(memcg);
3490
3491         /* try to free all pages in this cgroup */
3492         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3493                 int progress;
3494
3495                 if (signal_pending(current))
3496                         return -EINTR;
3497
3498                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3499                                                         GFP_KERNEL, true);
3500                 if (!progress) {
3501                         nr_retries--;
3502                         /* maybe some writeback is necessary */
3503                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3504                 }
3505
3506         }
3507
3508         return 0;
3509 }
3510
3511 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3512                                             char *buf, size_t nbytes,
3513                                             loff_t off)
3514 {
3515         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3516
3517         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3518                 return -EINVAL;
3519         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3520 }
3521
3522 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3523                                      struct cftype *cft)
3524 {
3525         return 1;
3526 }
3527
3528 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3529                                       struct cftype *cft, u64 val)
3530 {
3531         if (val == 1)
3532                 return 0;
3533
3534         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3535                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3536                      "depend on this functionality.\n");
3537
3538         return -EINVAL;
3539 }
3540
3541 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3542 {
3543         unsigned long val;
3544
3545         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3546                 cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3547                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3548                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3549                 if (swap)
3550                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3551         } else {
3552                 if (!swap)
3553                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3554                 else
3555                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3556         }
3557         return val;
3558 }
3559
3560 enum {
3561         RES_USAGE,
3562         RES_LIMIT,
3563         RES_MAX_USAGE,
3564         RES_FAILCNT,
3565         RES_SOFT_LIMIT,
3566 };
3567
3568 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3569                                struct cftype *cft)
3570 {
3571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3572         struct page_counter *counter;
3573
3574         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3575         case _MEM:
3576                 counter = &memcg->memory;
3577                 break;
3578         case _MEMSWAP:
3579                 counter = &memcg->memsw;
3580                 break;
3581         case _KMEM:
3582                 counter = &memcg->kmem;
3583                 break;
3584         case _TCP:
3585                 counter = &memcg->tcpmem;
3586                 break;
3587         default:
3588                 BUG();
3589         }
3590
3591         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3592         case RES_USAGE:
3593                 if (counter == &memcg->memory)
3594                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3595                 if (counter == &memcg->memsw)
3596                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3597                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3598         case RES_LIMIT:
3599                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3600         case RES_MAX_USAGE:
3601                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3602         case RES_FAILCNT:
3603                 return counter->failcnt;
3604         case RES_SOFT_LIMIT:
3605                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3606         default:
3607                 BUG();
3608         }
3609 }
3610
3611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3612 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3613 {
3614         struct obj_cgroup *objcg;
3615         int memcg_id;
3616
3617         if (cgroup_memory_nokmem)
3618                 return 0;
3619
3620         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3621         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3622
3623         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3624         if (memcg_id < 0)
3625                 return memcg_id;
3626
3627         objcg = obj_cgroup_alloc();
3628         if (!objcg) {
3629                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3630                 return -ENOMEM;
3631         }
3632         objcg->memcg = memcg;
3633         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3634
3635         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3636
3637         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3638         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3639
3640         return 0;
3641 }
3642
3643 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3644 {
3645         struct cgroup_subsys_state *css;
3646         struct mem_cgroup *parent, *child;
3647         int kmemcg_id;
3648
3649         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3650                 return;
3651
3652         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3653
3654         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3655         if (!parent)
3656                 parent = root_mem_cgroup;
3657
3658         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3659
3660         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3661         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3662
3663         /*
3664          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3665          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3666          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3667          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3668          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3669          * memcg_drain_all_list_lrus().
3670          */
3671         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3672         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3673                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3674                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3675                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3676         }
3677         rcu_read_unlock();
3678
3679         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3680
3681         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3682 }
3683
3684 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3687         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3688                 memcg_offline_kmem(memcg);
3689 }
3690 #else
3691 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3692 {
3693         return 0;
3694 }
3695 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3696 {
3697 }
3698 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3699 {
3700 }
3701 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3702
3703 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3704                                  unsigned long max)
3705 {
3706         int ret;
3707
3708         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3709         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3710         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3711         return ret;
3712 }
3713
3714 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3715 {
3716         int ret;
3717
3718         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3719
3720         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3721         if (ret)
3722                 goto out;
3723
3724         if (!memcg->tcpmem_active) {
3725                 /*
3726                  * The active flag needs to be written after the static_key
3727                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3728                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3729                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3730                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3731                  *
3732                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3733                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3734                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3735                  * yet, we'll lose accounting.
3736                  *
3737                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3738                  * because when this value change, the code to process it is not
3739                  * patched in yet.
3740                  */
3741                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3742                 memcg->tcpmem_active = true;
3743         }
3744 out:
3745         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3746         return ret;
3747 }
3748
3749 /*
3750  * The user of this function is...
3751  * RES_LIMIT.
3752  */
3753 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3754                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3755 {
3756         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3757         unsigned long nr_pages;
3758         int ret;
3759
3760         buf = strstrip(buf);
3761         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3762         if (ret)
3763                 return ret;
3764
3765         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3766         case RES_LIMIT:
3767                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3768                         ret = -EINVAL;
3769                         break;
3770                 }
3771                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3772                 case _MEM:
3773                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3774                         break;
3775                 case _MEMSWAP:
3776                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3777                         break;
3778                 case _KMEM:
3779                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3780                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3781                                      "depend on this functionality.\n");
3782                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3783                         break;
3784                 case _TCP:
3785                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3786                         break;
3787                 }
3788                 break;
3789         case RES_SOFT_LIMIT:
3790                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3791                 ret = 0;
3792                 break;
3793         }
3794         return ret ?: nbytes;
3795 }
3796
3797 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3798                                 size_t nbytes, loff_t off)
3799 {
3800         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3801         struct page_counter *counter;
3802
3803         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3804         case _MEM:
3805                 counter = &memcg->memory;
3806                 break;
3807         case _MEMSWAP:
3808                 counter = &memcg->memsw;
3809                 break;
3810         case _KMEM:
3811                 counter = &memcg->kmem;
3812                 break;
3813         case _TCP:
3814                 counter = &memcg->tcpmem;
3815                 break;
3816         default:
3817                 BUG();
3818         }
3819
3820         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3821         case RES_MAX_USAGE:
3822                 page_counter_reset_watermark(counter);
3823                 break;
3824         case RES_FAILCNT:
3825                 counter->failcnt = 0;
3826                 break;
3827         default:
3828                 BUG();
3829         }
3830
3831         return nbytes;
3832 }
3833
3834 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3835                                         struct cftype *cft)
3836 {
3837         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3838 }
3839
3840 #ifdef CONFIG_MMU
3841 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3842                                         struct cftype *cft, u64 val)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3845
3846         if (val & ~MOVE_MASK)
3847                 return -EINVAL;
3848
3849         /*
3850          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3851          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3852          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3853          * affect task migrations starting after the change.
3854          */
3855         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3856         return 0;
3857 }
3858 #else
3859 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3860                                         struct cftype *cft, u64 val)
3861 {
3862         return -ENOSYS;
3863 }
3864 #endif
3865
3866 #ifdef CONFIG_NUMA
3867
3868 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3869 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3870 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3871
3872 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3873                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3874 {
3875         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3876         unsigned long nr = 0;
3877         enum lru_list lru;
3878
3879         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3880
3881         for_each_lru(lru) {
3882                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3883                         continue;
3884                 if (tree)
3885                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3886                 else
3887                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3888         }
3889         return nr;
3890 }
3891
3892 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3893                                              unsigned int lru_mask,
3894                                              bool tree)
3895 {
3896         unsigned long nr = 0;
3897         enum lru_list lru;
3898
3899         for_each_lru(lru) {
3900                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3901                         continue;
3902                 if (tree)
3903                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3904                 else
3905                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3906         }
3907         return nr;
3908 }
3909
3910 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3911 {
3912         struct numa_stat {
3913                 const char *name;
3914                 unsigned int lru_mask;
3915         };
3916
3917         static const struct numa_stat stats[] = {
3918                 { "total", LRU_ALL },
3919                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3920                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3921                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3922         };
3923         const struct numa_stat *stat;
3924         int nid;
3925         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3926
3927         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3928
3929         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3930                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3931                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3932                                                    false));
3933                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3934                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3935                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3936                                                         stat->lru_mask, false));
3937                 seq_putc(m, '\n');
3938         }
3939
3940         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3941
3942                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3943                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3944                                                    true));
3945                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3946                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3947                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3948                                                         stat->lru_mask, true));
3949                 seq_putc(m, '\n');
3950         }
3951
3952         return 0;
3953 }
3954 #endif /* CONFIG_NUMA */
3955
3956 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3957         NR_FILE_PAGES,
3958         NR_ANON_MAPPED,
3959 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3960         NR_ANON_THPS,
3961 #endif
3962         NR_SHMEM,
3963         NR_FILE_MAPPED,
3964         NR_FILE_DIRTY,
3965         NR_WRITEBACK,
3966         MEMCG_SWAP,
3967 };
3968
3969 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3970         "cache",
3971         "rss",
3972 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3973         "rss_huge",
3974 #endif
3975         "shmem",
3976         "mapped_file",
3977         "dirty",
3978         "writeback",
3979         "swap",
3980 };
3981
3982 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3983 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3984         PGPGIN,
3985         PGPGOUT,
3986         PGFAULT,
3987         PGMAJFAULT,
3988 };
3989
3990 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3991 {
3992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3993         unsigned long memory, memsw;
3994         struct mem_cgroup *mi;
3995         unsigned int i;
3996
3997         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3998
3999         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
4000
4001         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4002                 unsigned long nr;
4003
4004                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4005                         continue;
4006                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4007                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4008         }
4009
4010         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4011                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4012                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4013
4014         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4015                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4016                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4017                            PAGE_SIZE);
4018
4019         /* Hierarchical information */
4020         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4021         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4022                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4023                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4024         }
4025         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4026                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4027         if (do_memsw_account())
4028                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4029                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4030
4031         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4032                 unsigned long nr;
4033
4034                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4035                         continue;
4036                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4037                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4038                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4039         }
4040
4041         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4042                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4043                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4044                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4045
4046         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4047                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4048                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4049                            PAGE_SIZE);
4050
4051 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4052         {
4053                 pg_data_t *pgdat;
4054                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4055                 unsigned long anon_cost = 0;
4056                 unsigned long file_cost = 0;
4057
4058                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4059                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4060
4061                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4062                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4063                 }
4064                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4065                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4066         }
4067 #endif
4068
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4073                                       struct cftype *cft)
4074 {
4075         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4076
4077         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4078 }
4079
4080 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4081                                        struct cftype *cft, u64 val)
4082 {
4083         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4084
4085         if (val > 100)
4086                 return -EINVAL;
4087
4088         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4089                 memcg->swappiness = val;
4090         else
4091                 vm_swappiness = val;
4092
4093         return 0;
4094 }
4095
4096 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4097 {
4098         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4099         unsigned long usage;
4100         int i;
4101
4102         rcu_read_lock();
4103         if (!swap)
4104                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4105         else
4106                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4107
4108         if (!t)
4109                 goto unlock;
4110
4111         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4112
4113         /*
4114          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4115          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4116          * call of __mem_cgroup_threshold().
4117          */
4118         i = t->current_threshold;
4119
4120         /*
4121          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4122          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4123          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4124          * only one element of the array here.
4125          */
4126         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4127                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4128
4129         /* i = current_threshold + 1 */
4130         i++;
4131
4132         /*
4133          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4134          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4135          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4136          * only one element of the array here.
4137          */
4138         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4139                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4140
4141         /* Update current_threshold */
4142         t->current_threshold = i - 1;
4143 unlock:
4144         rcu_read_unlock();
4145 }
4146
4147 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4148 {
4149         while (memcg) {
4150                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4151                 if (do_memsw_account())
4152                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4153
4154                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4155         }
4156 }
4157
4158 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4159 {
4160         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4161         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4162
4163         if (_a->threshold > _b->threshold)
4164                 return 1;
4165
4166         if (_a->threshold < _b->threshold)
4167                 return -1;
4168
4169         return 0;
4170 }
4171
4172 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4173 {
4174         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4175
4176         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4177
4178         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4179                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4180
4181         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4182         return 0;
4183 }
4184
4185 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4186 {
4187         struct mem_cgroup *iter;
4188
4189         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4190                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4191 }
4192
4193 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4194         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4195 {
4196         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4197         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4198         unsigned long threshold;
4199         unsigned long usage;
4200         int i, size, ret;
4201
4202         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4203         if (ret)
4204                 return ret;
4205
4206         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4207
4208         if (type == _MEM) {
4209                 thresholds = &memcg->thresholds;
4210                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4211         } else if (type == _MEMSWAP) {
4212                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4213                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4214         } else
4215                 BUG();
4216
4217         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4218         if (thresholds->primary)
4219                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4220
4221         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4222
4223         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4224         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4225         if (!new) {
4226                 ret = -ENOMEM;
4227                 goto unlock;
4228         }
4229         new->size = size;
4230
4231         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4232         if (thresholds->primary)
4233                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4234                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4235
4236         /* Add new threshold */
4237         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4238         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4239
4240         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4241         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4242                         compare_thresholds, NULL);
4243
4244         /* Find current threshold */
4245         new->current_threshold = -1;
4246         for (i = 0; i < size; i++) {
4247                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4248                         /*
4249                          * new->current_threshold will not be used until
4250                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4251                          * it here.
4252                          */
4253                         ++new->current_threshold;
4254                 } else
4255                         break;
4256         }
4257
4258         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4259         kfree(thresholds->spare);
4260         thresholds->spare = thresholds->primary;
4261
4262         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4263
4264         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4265         synchronize_rcu();
4266
4267 unlock:
4268         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4269
4270         return ret;
4271 }
4272
4273 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4274         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4275 {
4276         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4277 }
4278
4279 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4280         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4281 {
4282         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4283 }
4284
4285 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4286         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4287 {
4288         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4289         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4290         unsigned long usage;
4291         int i, j, size, entries;
4292
4293         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4294
4295         if (type == _MEM) {
4296                 thresholds = &memcg->thresholds;
4297                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4298         } else if (type == _MEMSWAP) {
4299                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4300                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4301         } else
4302                 BUG();
4303
4304         if (!thresholds->primary)
4305                 goto unlock;
4306
4307         /* Check if a threshold crossed before removing */
4308         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4309
4310         /* Calculate new number of threshold */
4311         size = entries = 0;
4312         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4313                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4314                         size++;
4315                 else
4316                         entries++;
4317         }
4318
4319         new = thresholds->spare;
4320
4321         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4322         if (!entries)
4323                 goto unlock;
4324
4325         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4326         if (!size) {
4327                 kfree(new);
4328                 new = NULL;
4329                 goto swap_buffers;
4330         }
4331
4332         new->size = size;
4333
4334         /* Copy thresholds and find current threshold */
4335         new->current_threshold = -1;
4336         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4337                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4338                         continue;
4339
4340                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4341                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4342                         /*
4343                          * new->current_threshold will not be used
4344                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4345                          * it here.
4346                          */
4347                         ++new->current_threshold;
4348                 }
4349                 j++;
4350         }
4351
4352 swap_buffers:
4353         /* Swap primary and spare array */
4354         thresholds->spare = thresholds->primary;
4355
4356         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4357
4358         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4359         synchronize_rcu();
4360
4361         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4362         if (!new) {
4363                 kfree(thresholds->spare);
4364                 thresholds->spare = NULL;
4365         }
4366 unlock:
4367         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4368 }
4369
4370 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4371         struct eventfd_ctx *eventfd)
4372 {
4373         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4374 }
4375
4376 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4377         struct eventfd_ctx *eventfd)
4378 {
4379         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4380 }
4381
4382 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4383         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4384 {
4385         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4386
4387         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4388         if (!event)
4389                 return -ENOMEM;
4390
4391         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4392
4393         event->eventfd = eventfd;
4394         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4395
4396         /* already in OOM ? */
4397         if (memcg->under_oom)
4398                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4399         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4400
4401         return 0;
4402 }
4403
4404 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4405         struct eventfd_ctx *eventfd)
4406 {
4407         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4408
4409         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4410
4411         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4412                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4413                         list_del(&ev->list);
4414                         kfree(ev);
4415                 }
4416         }
4417
4418         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4419 }
4420
4421 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4422 {
4423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4424
4425         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4426         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4427         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4428                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4429         return 0;
4430 }
4431
4432 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4433         struct cftype *cft, u64 val)
4434 {
4435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4436
4437         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4438         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4439                 return -EINVAL;
4440
4441         memcg->oom_kill_disable = val;
4442         if (!val)
4443                 memcg_oom_recover(memcg);
4444
4445         return 0;
4446 }
4447
4448 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4449
4450 #include <trace/events/writeback.h>
4451
4452 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4453 {
4454         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4455 }
4456
4457 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4458 {
4459         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4460 }
4461
4462 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4463 {
4464         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4465 }
4466
4467 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4468 {
4469         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4470
4471         if (!memcg->css.parent)
4472                 return NULL;
4473
4474         return &memcg->cgwb_domain;
4475 }
4476
4477 /**
4478  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4479  * @wb: bdi_writeback in question
4480  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4481  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4482  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4483  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4484  *
4485  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4486  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4487  * is a bit more involved.
4488  *
4489  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4490  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4491  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4492  * available memory in the system.  The caller should further cap
4493  * *@pheadroom accordingly.
4494  */
4495 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4496                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4497                          unsigned long *pwriteback)
4498 {
4499         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4500         struct mem_cgroup *parent;
4501
4502         cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
4503
4504         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4505         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4506         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4507                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4508
4509         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4510         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4511                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4512                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4513                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4514
4515                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4516                 memcg = parent;
4517         }
4518 }
4519
4520 /*
4521  * Foreign dirty flushing
4522  *
4523  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4524  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4525  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4526  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4527  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4528  * different cgroups isn't a common use-case.
4529  *
4530  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4531  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4532  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4533  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4534  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4535  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4536  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4537  * make writeback of the dirty pages happen.
4538  *
4539  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4540  * severely throttled after making some progress after each
4541  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4542  * completely idle.
4543  *
4544  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4545  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4546  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4547  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4548  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4549  *
4550  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4551  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4552  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4553  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4554  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4555  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4556  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4557  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4558  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4559  *
4560  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4561  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4562  * records are lockless and racy.
4563  */
4564 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4565                                              struct bdi_writeback *wb)
4566 {
4567         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4568         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4569         u64 now = get_jiffies_64();
4570         u64 oldest_at = now;
4571         int oldest = -1;
4572         int i;
4573
4574         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4575
4576         /*
4577          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4578          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4579          * written out.
4580          */
4581         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4582                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4583                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4584                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4585                         break;
4586                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4587                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4588                         oldest = i;
4589                         oldest_at = frn->at;
4590                 }
4591         }
4592
4593         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4594                 /*
4595                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4596                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4597                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4598                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4599                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4600                  */
4601                 unsigned long update_intv =
4602                         min_t(unsigned long, HZ,
4603                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4604
4605                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4606                         frn->at = now;
4607         } else if (oldest >= 0) {
4608                 /* replace the oldest free one */
4609                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4610                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4611                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4612                 frn->at = now;
4613         }
4614 }
4615
4616 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4617 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4618 {
4619         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4620         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4621         u64 now = jiffies_64;
4622         int i;
4623
4624         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4625                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4626
4627                 /*
4628                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4629                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4630                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4631                  * already one in flight.
4632                  */
4633                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4634                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4635                         frn->at = 0;
4636                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4637                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4638                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4639                                                &frn->done);
4640                 }
4641         }
4642 }
4643
4644 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4645
4646 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4647 {
4648         return 0;
4649 }
4650
4651 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4652 {
4653 }
4654
4655 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4656 {
4657 }
4658
4659 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4660
4661 /*
4662  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4663  *
4664  * "cgroup.event_control" implementation.
4665  *
4666  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4667  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4668  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4669  *
4670  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4671  * possible.
4672  */
4673
4674 /*
4675  * Unregister event and free resources.
4676  *
4677  * Gets called from workqueue.
4678  */
4679 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4680 {
4681         struct mem_cgroup_event *event =
4682                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4683         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4684
4685         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4686
4687         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4688
4689         /* Notify userspace the event is going away. */
4690         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4691
4692         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4693         kfree(event);
4694         css_put(&memcg->css);
4695 }
4696
4697 /*
4698  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4699  *
4700  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4701  */
4702 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4703                             int sync, void *key)
4704 {
4705         struct mem_cgroup_event *event =
4706                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4707         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4708         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4709
4710         if (flags & EPOLLHUP) {
4711                 /*
4712                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4713                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4714                  * for us.
4715                  *
4716                  * We can't race against event freeing since the other
4717                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4718                  * which we hold.
4719                  */
4720                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4721                 if (!list_empty(&event->list)) {
4722                         list_del_init(&event->list);
4723                         /*
4724                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4725                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4726                          */
4727                         schedule_work(&event->remove);
4728                 }
4729                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4730         }
4731
4732         return 0;
4733 }
4734
4735 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4736                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4737 {
4738         struct mem_cgroup_event *event =
4739                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4740
4741         event->wqh = wqh;
4742         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4743 }
4744
4745 /*
4746  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4747  *
4748  * Parse input and register new cgroup event handler.
4749  *
4750  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4751  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4752  */
4753 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4754                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4755 {
4756         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4757         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4758         struct mem_cgroup_event *event;
4759         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4760         unsigned int efd, cfd;
4761         struct fd efile;
4762         struct fd cfile;
4763         const char *name;
4764         char *endp;
4765         int ret;
4766
4767         buf = strstrip(buf);
4768
4769         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4770         if (*endp != ' ')
4771                 return -EINVAL;
4772         buf = endp + 1;
4773
4774         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4775         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4776                 return -EINVAL;
4777         buf = endp + 1;
4778
4779         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4780         if (!event)
4781                 return -ENOMEM;
4782
4783         event->memcg = memcg;
4784         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4785         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4786         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4787         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4788
4789         efile = fdget(efd);
4790         if (!efile.file) {
4791                 ret = -EBADF;
4792                 goto out_kfree;
4793         }
4794
4795         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4796         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4797                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4798                 goto out_put_efile;
4799         }
4800
4801         cfile = fdget(cfd);
4802         if (!cfile.file) {
4803                 ret = -EBADF;
4804                 goto out_put_eventfd;
4805         }
4806
4807         /* the process need read permission on control file */
4808         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4809         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4810         if (ret < 0)
4811                 goto out_put_cfile;
4812
4813         /*
4814          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4815          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4816          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4817          * is for compatibility anyway.
4818          *
4819          * DO NOT ADD NEW FILES.
4820          */
4821         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4822
4823         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4824                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4825                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4826         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4827                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4828                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4829         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4830                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4831                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4832         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4833                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4834                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4835         } else {
4836                 ret = -EINVAL;
4837                 goto out_put_cfile;
4838         }
4839
4840         /*
4841          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4842          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4843          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4844          */
4845         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4846                                                &memory_cgrp_subsys);
4847         ret = -EINVAL;
4848         if (IS_ERR(cfile_css))
4849                 goto out_put_cfile;
4850         if (cfile_css != css) {
4851                 css_put(cfile_css);
4852                 goto out_put_cfile;
4853         }
4854
4855         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4856         if (ret)
4857                 goto out_put_css;
4858
4859         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4860
4861         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4862         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4863         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4864
4865         fdput(cfile);
4866         fdput(efile);
4867
4868         return nbytes;
4869
4870 out_put_css:
4871         css_put(css);
4872 out_put_cfile:
4873         fdput(cfile);
4874 out_put_eventfd:
4875         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4876 out_put_efile:
4877         fdput(efile);
4878 out_kfree:
4879         kfree(event);
4880
4881         return ret;
4882 }
4883
4884 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4885         {
4886                 .name = "usage_in_bytes",
4887                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4888                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4889         },
4890         {
4891                 .name = "max_usage_in_bytes",
4892                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4893                 .write = mem_cgroup_reset,
4894                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4895         },
4896         {
4897                 .name = "limit_in_bytes",
4898                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4899                 .write = mem_cgroup_write,
4900                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4901         },
4902         {
4903                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4904                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4905                 .write = mem_cgroup_write,
4906                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4907         },
4908         {
4909                 .name = "failcnt",
4910                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4911                 .write = mem_cgroup_reset,
4912                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4913         },
4914         {
4915                 .name = "stat",
4916                 .seq_show = memcg_stat_show,
4917         },
4918         {
4919                 .name = "force_empty",
4920                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4921         },
4922         {
4923                 .name = "use_hierarchy",
4924                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4925                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4926         },
4927         {
4928                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4929                 .write = memcg_write_event_control,
4930                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4931         },
4932         {
4933                 .name = "swappiness",
4934                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4935                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4936         },
4937         {
4938                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4939                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4940                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4941         },
4942         {
4943                 .name = "oom_control",
4944                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4945                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4946                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4947         },
4948         {
4949                 .name = "pressure_level",
4950         },
4951 #ifdef CONFIG_NUMA
4952         {
4953                 .name = "numa_stat",
4954                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4955         },
4956 #endif
4957         {
4958                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4960                 .write = mem_cgroup_write,
4961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4966                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4967         },
4968         {
4969                 .name = "kmem.failcnt",
4970                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4971                 .write = mem_cgroup_reset,
4972                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4973         },
4974         {
4975                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4976                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4977                 .write = mem_cgroup_reset,
4978                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4979         },
4980 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4981         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4982         {
4983                 .name = "kmem.slabinfo",
4984                 .seq_show = memcg_slab_show,
4985         },
4986 #endif
4987         {
4988                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4989                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4990                 .write = mem_cgroup_write,
4991                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4992         },
4993         {
4994                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4995                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4996                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4997         },
4998         {
4999                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5000                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5001                 .write = mem_cgroup_reset,
5002                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5003         },
5004         {
5005                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5006                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5007                 .write = mem_cgroup_reset,
5008                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5009         },
5010         { },    /* terminate */
5011 };
5012
5013 /*
5014  * Private memory cgroup IDR
5015  *
5016  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5017  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5018  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5019  * memory-controlled cgroups to 64k.
5020  *
5021  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5022  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5023  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5024  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5025  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5026  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5027  *
5028  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5029  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5030  * when the CSS is offlined.
5031  *
5032  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5033  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5034  * those references are manageable from userspace.
5035  */
5036
5037 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5038
5039 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5040 {
5041         if (memcg->id.id > 0) {
5042                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5043                 memcg->id.id = 0;
5044         }
5045 }
5046
5047 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5048                                                   unsigned int n)
5049 {
5050         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5051 }
5052
5053 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5054 {
5055         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5056                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5057
5058                 /* Memcg ID pins CSS */
5059                 css_put(&memcg->css);
5060         }
5061 }
5062
5063 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5064 {
5065         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5066 }
5067
5068 /**
5069  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5070  * @id: the memcg id to look up
5071  *
5072  * Caller must hold rcu_read_lock().
5073  */
5074 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5075 {
5076         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5077         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5078 }
5079
5080 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5081 {
5082         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5083         int tmp = node;
5084         /*
5085          * This routine is called against possible nodes.
5086          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5087          *
5088          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5089          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5090          *       function.
5091          */
5092         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5093                 tmp = -1;
5094         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5095         if (!pn)
5096                 return 1;
5097
5098         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5099                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5100         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5101                 kfree(pn);
5102                 return 1;
5103         }
5104
5105         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5106                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5107         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5108                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5109                 kfree(pn);
5110                 return 1;
5111         }
5112
5113         lruvec_init(&pn->lruvec);
5114         pn->usage_in_excess = 0;
5115         pn->on_tree = false;
5116         pn->memcg = memcg;
5117
5118         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5119         return 0;
5120 }
5121
5122 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5123 {
5124         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5125
5126         if (!pn)
5127                 return;
5128
5129         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5130         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5131         kfree(pn);
5132 }
5133
5134 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5135 {
5136         int node;
5137
5138         for_each_node(node)
5139                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5140         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5141         kfree(memcg);
5142 }
5143
5144 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5145 {
5146         int cpu;
5147
5148         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5149         /*
5150          * Flush percpu lruvec stats to guarantee the value
5151          * correctness on parent's and all ancestor levels.
5152          */
5153         for_each_online_cpu(cpu)
5154                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
5155         __mem_cgroup_free(memcg);
5156 }
5157
5158 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5159 {
5160         struct mem_cgroup *memcg;
5161         unsigned int size;
5162         int node;
5163         int __maybe_unused i;
5164         long error = -ENOMEM;
5165
5166         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5167         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5168
5169         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5170         if (!memcg)
5171                 return ERR_PTR(error);
5172
5173         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5174                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5175                                  GFP_KERNEL);
5176         if (memcg->id.id < 0) {
5177                 error = memcg->id.id;
5178                 goto fail;
5179         }
5180
5181         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5182                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5183         if (!memcg->vmstats_percpu)
5184                 goto fail;
5185
5186         for_each_node(node)
5187                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5188                         goto fail;
5189
5190         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5191                 goto fail;
5192
5193         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5194         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5195         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5196         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5197         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5198         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5199         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5200         memcg->socket_pressure = jiffies;
5201 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5202         memcg->kmemcg_id = -1;
5203         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5204 #endif
5205 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5206         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5207         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5208                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5209                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5210 #endif
5211 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5212         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5213         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5214         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5215 #endif
5216         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5217         return memcg;
5218 fail:
5219         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5220         __mem_cgroup_free(memcg);
5221         return ERR_PTR(error);
5222 }
5223
5224 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5225 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5226 {
5227         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5228         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5229         long error = -ENOMEM;
5230
5231         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5232         memcg = mem_cgroup_alloc();
5233         set_active_memcg(old_memcg);
5234         if (IS_ERR(memcg))
5235                 return ERR_CAST(memcg);
5236
5237         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5238         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5239         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5240         if (parent) {
5241                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5242                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5243
5244                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5245                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5246                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5247                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5248         } else {
5249                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5250                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5251                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5252                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5253
5254                 root_mem_cgroup = memcg;
5255                 return &memcg->css;
5256         }
5257
5258         /* The following stuff does not apply to the root */
5259         error = memcg_online_kmem(memcg);
5260         if (error)
5261                 goto fail;
5262
5263         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5264                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5265
5266         return &memcg->css;
5267 fail:
5268         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5269         mem_cgroup_free(memcg);
5270         return ERR_PTR(error);
5271 }
5272
5273 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5274 {
5275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5276
5277         /*
5278          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5279          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5280          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5281          */
5282         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5283                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5284                 return -ENOMEM;
5285         }
5286
5287         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5288         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5289         css_get(css);
5290         return 0;
5291 }
5292
5293 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5296         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5297
5298         /*
5299          * Unregister events and notify userspace.
5300          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5301          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5302          */
5303         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5304         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5305                 list_del_init(&event->list);
5306                 schedule_work(&event->remove);
5307         }
5308         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5309
5310         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5311         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5312
5313         memcg_offline_kmem(memcg);
5314         wb_memcg_offline(memcg);
5315
5316         drain_all_stock(memcg);
5317
5318         mem_cgroup_id_put(memcg);
5319 }
5320
5321 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5324
5325         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5326 }
5327
5328 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5329 {
5330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5331         int __maybe_unused i;
5332
5333 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5334         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5335                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5336 #endif
5337         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5338                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5339
5340         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5341                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5342
5343         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5344         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5345         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5346         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5347         memcg_free_kmem(memcg);
5348         mem_cgroup_free(memcg);
5349 }
5350
5351 /**
5352  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5353  * @css: the target css
5354  *
5355  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5356  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5357  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5358  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5359  * made visible again.
5360  *
5361  * The current implementation only resets the essential configurations.
5362  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5363  */
5364 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5367
5368         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5369         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5370         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5371         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5372         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5373         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5374         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5375         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5376         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5377         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5378 }
5379
5380 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5381 {
5382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5383         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5384         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5385         long delta, v;
5386         int i;
5387
5388         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5389
5390         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5391                 /*
5392                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5393                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5394                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5395                  */
5396                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5397                 if (delta)
5398                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5399
5400                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5401                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5402                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5403                         delta += v - statc->state_prev[i];
5404                         statc->state_prev[i] = v;
5405                 }
5406
5407                 if (!delta)
5408                         continue;
5409
5410                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5411                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5412                 if (parent)
5413                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5414         }
5415
5416         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5417                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5418                 if (delta)
5419                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5420
5421                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5422                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5423                         delta += v - statc->events_prev[i];
5424                         statc->events_prev[i] = v;
5425                 }
5426
5427                 if (!delta)
5428                         continue;
5429
5430                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5431                 if (parent)
5432                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5433         }
5434 }
5435
5436 #ifdef CONFIG_MMU
5437 /* Handlers for move charge at task migration. */
5438 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5439 {
5440         int ret;
5441
5442         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5443         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5444         if (!ret) {
5445                 mc.precharge += count;
5446                 return ret;
5447         }
5448
5449         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5450         while (count--) {
5451                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5452                 if (ret)
5453                         return ret;
5454                 mc.precharge++;
5455                 cond_resched();
5456         }
5457         return 0;
5458 }
5459
5460 union mc_target {
5461         struct page     *page;
5462         swp_entry_t     ent;
5463 };
5464
5465 enum mc_target_type {
5466         MC_TARGET_NONE = 0,
5467         MC_TARGET_PAGE,
5468         MC_TARGET_SWAP,
5469         MC_TARGET_DEVICE,
5470 };
5471
5472 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5473                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5474 {
5475         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5476
5477         if (!page || !page_mapped(page))
5478                 return NULL;
5479         if (PageAnon(page)) {
5480                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5481                         return NULL;
5482         } else {
5483                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5484                         return NULL;
5485         }
5486         if (!get_page_unless_zero(page))
5487                 return NULL;
5488
5489         return page;
5490 }
5491
5492 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5493 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5494                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5495 {
5496         struct page *page = NULL;
5497         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5498
5499         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5500                 return NULL;
5501
5502         /*
5503          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5504          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5505          * as special swap entry in the CPU page table.
5506          */
5507         if (is_device_private_entry(ent)) {
5508                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5509                 /*
5510                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5511                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5512                  */
5513                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5514                         return NULL;
5515                 return page;
5516         }
5517
5518         if (non_swap_entry(ent))
5519                 return NULL;
5520
5521         /*
5522          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5523          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5524          */
5525         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5526         entry->val = ent.val;
5527
5528         return page;
5529 }
5530 #else
5531 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5532                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5533 {
5534         return NULL;
5535 }
5536 #endif
5537
5538 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5539                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5540 {
5541         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5542                 return NULL;
5543         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5544                 return NULL;
5545
5546         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5547         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5548         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5549                         linear_page_index(vma, addr));
5550 }
5551
5552 /**
5553  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5554  * @page: the page
5555  * @compound: charge the page as compound or small page
5556  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5557  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5558  *
5559  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5560  *
5561  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5562  * from old cgroup.
5563  */
5564 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5565                                    bool compound,
5566                                    struct mem_cgroup *from,
5567                                    struct mem_cgroup *to)
5568 {
5569         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5570         struct pglist_data *pgdat;
5571         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5572         int ret;
5573
5574         VM_BUG_ON(from == to);
5575         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5576         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5577
5578         /*
5579          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5580          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5581          */
5582         ret = -EBUSY;
5583         if (!trylock_page(page))
5584                 goto out;
5585
5586         ret = -EINVAL;
5587         if (page_memcg(page) != from)
5588                 goto out_unlock;
5589
5590         pgdat = page_pgdat(page);
5591         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5592         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5593
5594         lock_page_memcg(page);
5595
5596         if (PageAnon(page)) {
5597                 if (page_mapped(page)) {
5598                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5599                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5600                         if (PageTransHuge(page)) {
5601                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5602                                                    -nr_pages);
5603                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5604                                                    nr_pages);
5605                         }
5606                 }
5607         } else {
5608                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5609                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5610
5611                 if (PageSwapBacked(page)) {
5612                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5613                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5614                 }
5615
5616                 if (page_mapped(page)) {
5617                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5618                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5619                 }
5620
5621                 if (PageDirty(page)) {
5622                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5623
5624                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5625                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5626                                                    -nr_pages);
5627                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5628                                                    nr_pages);
5629                         }
5630                 }
5631         }
5632
5633         if (PageWriteback(page)) {
5634                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5635                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5636         }
5637
5638         /*
5639          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5640          *
5641          * It is safe to change page's memcg here because the page
5642          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5643          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5644          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5645          *
5646          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5647          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5648          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5649          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5650          */
5651         smp_mb();
5652
5653         css_get(&to->css);
5654         css_put(&from->css);
5655
5656         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5657
5658         __unlock_page_memcg(from);
5659
5660         ret = 0;
5661
5662         local_irq_disable();
5663         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5664         memcg_check_events(to, page);
5665         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5666         memcg_check_events(from, page);
5667         local_irq_enable();
5668 out_unlock:
5669         unlock_page(page);
5670 out:
5671         return ret;
5672 }
5673
5674 /**
5675  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5676  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5677  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5678  * @ptent: the pte to be checked
5679  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5680  *
5681  * Returns
5682  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5683  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5684  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5685  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5686  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5687  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5688  *     in target->ent.
5689  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5690  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5691  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5692  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5693  *     regular page.
5694  *
5695  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5696  *
5697  * Called with pte lock held.
5698  */
5699
5700 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5701                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5702 {
5703         struct page *page = NULL;
5704         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5705         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5706
5707         if (pte_present(ptent))
5708                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5709         else if (is_swap_pte(ptent))
5710                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5711         else if (pte_none(ptent))
5712                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5713
5714         if (!page && !ent.val)
5715                 return ret;
5716         if (page) {
5717                 /*
5718                  * Do only loose check w/o serialization.
5719                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5720                  * not under LRU exclusion.
5721                  */
5722                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5723                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5724                         if (is_device_private_page(page))
5725                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5726                         if (target)
5727                                 target->page = page;
5728                 }
5729                 if (!ret || !target)
5730                         put_page(page);
5731         }
5732         /*
5733          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5734          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5735          */
5736         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5737             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5738                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5739                 if (target)
5740                         target->ent = ent;
5741         }
5742         return ret;
5743 }
5744
5745 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5746 /*
5747  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5748  * not support them for now.
5749  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5750  */
5751 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5752                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5753 {
5754         struct page *page = NULL;
5755         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5756
5757         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5758                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5759                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5760                 return ret;
5761         }
5762         page = pmd_page(pmd);
5763         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5764         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5765                 return ret;
5766         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5767                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5768                 if (target) {
5769                         get_page(page);
5770                         target->page = page;
5771                 }
5772         }
5773         return ret;
5774 }
5775 #else
5776 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5777                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5778 {
5779         return MC_TARGET_NONE;
5780 }
5781 #endif
5782
5783 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5784                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5785                                         struct mm_walk *walk)
5786 {
5787         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5788         pte_t *pte;
5789         spinlock_t *ptl;
5790
5791         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5792         if (ptl) {
5793                 /*
5794                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5795                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5796                  * this might change.
5797                  */
5798                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5799                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5800                 spin_unlock(ptl);
5801                 return 0;
5802         }
5803
5804         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5805                 return 0;
5806         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5807         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5808                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5809                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5810         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5811         cond_resched();
5812
5813         return 0;
5814 }
5815
5816 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5817         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5818 };
5819
5820 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5821 {
5822         unsigned long precharge;
5823
5824         mmap_read_lock(mm);
5825         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5826         mmap_read_unlock(mm);
5827
5828         precharge = mc.precharge;
5829         mc.precharge = 0;
5830
5831         return precharge;
5832 }
5833
5834 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5835 {
5836         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5837
5838         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5839         mc.moving_task = current;
5840         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5841 }
5842
5843 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5844 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5845 {
5846         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5847         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5848
5849         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5850         if (mc.precharge) {
5851                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5852                 mc.precharge = 0;
5853         }
5854         /*
5855          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5856          * we must uncharge here.
5857          */
5858         if (mc.moved_charge) {
5859                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5860                 mc.moved_charge = 0;
5861         }
5862         /* we must fixup refcnts and charges */
5863         if (mc.moved_swap) {
5864                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5865                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5866                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5867
5868                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5869
5870                 /*
5871                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5872                  * should uncharge to->memory.
5873                  */
5874                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5875                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5876
5877                 mc.moved_swap = 0;
5878         }
5879         memcg_oom_recover(from);
5880         memcg_oom_recover(to);
5881         wake_up_all(&mc.waitq);
5882 }
5883
5884 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5885 {
5886         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5887
5888         /*
5889          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5890          * task migration.
5891          */
5892         mc.moving_task = NULL;
5893         __mem_cgroup_clear_mc();
5894         spin_lock(&mc.lock);
5895         mc.from = NULL;
5896         mc.to = NULL;
5897         mc.mm = NULL;
5898         spin_unlock(&mc.lock);
5899
5900         mmput(mm);
5901 }
5902
5903 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5904 {
5905         struct cgroup_subsys_state *css;
5906         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5907         struct mem_cgroup *from;
5908         struct task_struct *leader, *p;
5909         struct mm_struct *mm;
5910         unsigned long move_flags;
5911         int ret = 0;
5912
5913         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5914         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5915                 return 0;
5916
5917         /*
5918          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5919          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5920          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5921          * multiple.
5922          */
5923         p = NULL;
5924         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5925                 WARN_ON_ONCE(p);
5926                 p = leader;
5927                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5928         }
5929         if (!p)
5930                 return 0;
5931
5932         /*
5933          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5934          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5935          * So we need to save it, and keep it going.
5936          */
5937         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5938         if (!move_flags)
5939                 return 0;
5940
5941         from = mem_cgroup_from_task(p);
5942
5943         VM_BUG_ON(from == memcg);
5944
5945         mm = get_task_mm(p);
5946         if (!mm)
5947                 return 0;
5948         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5949         if (mm->owner == p) {
5950                 VM_BUG_ON(mc.from);
5951                 VM_BUG_ON(mc.to);
5952                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5953                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5954                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5955
5956                 spin_lock(&mc.lock);
5957                 mc.mm = mm;
5958                 mc.from = from;
5959                 mc.to = memcg;
5960                 mc.flags = move_flags;
5961                 spin_unlock(&mc.lock);
5962                 /* We set mc.moving_task later */
5963
5964                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5965                 if (ret)
5966                         mem_cgroup_clear_mc();
5967         } else {
5968                 mmput(mm);
5969         }
5970         return ret;
5971 }
5972
5973 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5974 {
5975         if (mc.to)
5976                 mem_cgroup_clear_mc();
5977 }
5978
5979 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5980                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5981                                 struct mm_walk *walk)
5982 {
5983         int ret = 0;
5984         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5985         pte_t *pte;
5986         spinlock_t *ptl;
5987         enum mc_target_type target_type;
5988         union mc_target target;
5989         struct page *page;
5990
5991         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5992         if (ptl) {
5993                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5994                         spin_unlock(ptl);
5995                         return 0;
5996                 }
5997                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5998                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5999                         page = target.page;
6000                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6001                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6002                                                              mc.from, mc.to)) {
6003                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6004                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6005                                 }
6006                                 putback_lru_page(page);
6007                         }
6008                         put_page(page);
6009                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6010                         page = target.page;
6011                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6012                                                      mc.from, mc.to)) {
6013                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6014                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6015                         }
6016                         put_page(page);
6017                 }
6018                 spin_unlock(ptl);
6019                 return 0;
6020         }
6021
6022         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6023                 return 0;
6024 retry:
6025         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6026         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6027                 pte_t ptent = *(pte++);
6028                 bool device = false;
6029                 swp_entry_t ent;
6030
6031                 if (!mc.precharge)
6032                         break;
6033
6034                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6035                 case MC_TARGET_DEVICE:
6036                         device = true;
6037                         fallthrough;
6038                 case MC_TARGET_PAGE:
6039                         page = target.page;
6040                         /*
6041                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6042                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6043                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6044                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6045                          */
6046                         if (PageTransCompound(page))
6047                                 goto put;
6048                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6049                                 goto put;
6050                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6051                                                 mc.from, mc.to)) {
6052                                 mc.precharge--;
6053                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6054                                 mc.moved_charge++;
6055                         }
6056                         if (!device)
6057                                 putback_lru_page(page);
6058 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6059                         put_page(page);
6060                         break;
6061                 case MC_TARGET_SWAP:
6062                         ent = target.ent;
6063                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6064                                 mc.precharge--;
6065                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6066                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6067                                 mc.moved_swap++;
6068                         }
6069                         break;
6070                 default:
6071                         break;
6072                 }
6073         }
6074         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6075         cond_resched();
6076
6077         if (addr != end) {
6078                 /*
6079                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6080                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6081                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6082                  * phase.
6083                  */
6084                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6085                 if (!ret)
6086                         goto retry;
6087         }
6088
6089         return ret;
6090 }
6091
6092 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6093         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6094 };
6095
6096 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6097 {
6098         lru_add_drain_all();
6099         /*
6100          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6101          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6102          * for already started RCU-only updates to finish.
6103          */
6104         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6105         synchronize_rcu();
6106 retry:
6107         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6108                 /*
6109                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6110                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6111                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6112                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6113                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6114                  */
6115                 __mem_cgroup_clear_mc();
6116                 cond_resched();
6117                 goto retry;
6118         }
6119         /*
6120          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6121          * additional charge, the page walk just aborts.
6122          */
6123         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6124                         NULL);
6125
6126         mmap_read_unlock(mc.mm);
6127         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6128 }
6129
6130 static void mem_cgroup_move_task(void)
6131 {
6132         if (mc.to) {
6133                 mem_cgroup_move_charge();
6134                 mem_cgroup_clear_mc();
6135         }
6136 }
6137 #else   /* !CONFIG_MMU */
6138 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6139 {
6140         return 0;
6141 }
6142 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6143 {
6144 }
6145 static void mem_cgroup_move_task(void)
6146 {
6147 }
6148 #endif
6149
6150 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6151 {
6152         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6153                 seq_puts(m, "max\n");
6154         else
6155                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6156
6157         return 0;
6158 }
6159
6160 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6161                                struct cftype *cft)
6162 {
6163         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6164
6165         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6166 }
6167
6168 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6169 {
6170         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6171                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6172 }
6173
6174 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6175                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6176 {
6177         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6178         unsigned long min;
6179         int err;
6180
6181         buf = strstrip(buf);
6182         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6183         if (err)
6184                 return err;
6185
6186         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6187
6188         return nbytes;
6189 }
6190
6191 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6192 {
6193         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6194                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6195 }
6196
6197 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6198                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6199 {
6200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6201         unsigned long low;
6202         int err;
6203
6204         buf = strstrip(buf);
6205         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6206         if (err)
6207                 return err;
6208
6209         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6210
6211         return nbytes;
6212 }
6213
6214 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6215 {
6216         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6217                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6218 }
6219
6220 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6221                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6222 {
6223         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6224         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6225         bool drained = false;
6226         unsigned long high;
6227         int err;
6228
6229         buf = strstrip(buf);
6230         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6231         if (err)
6232                 return err;
6233
6234         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6235
6236         for (;;) {
6237                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6238                 unsigned long reclaimed;
6239
6240                 if (nr_pages <= high)
6241                         break;
6242
6243                 if (signal_pending(current))
6244                         break;
6245
6246                 if (!drained) {
6247                         drain_all_stock(memcg);
6248                         drained = true;
6249                         continue;
6250                 }
6251
6252                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6253                                                          GFP_KERNEL, true);
6254
6255                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6256                         break;
6257         }
6258
6259         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6260         return nbytes;
6261 }
6262
6263 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6264 {
6265         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6266                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6267 }
6268
6269 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6270                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6271 {
6272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6273         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6274         bool drained = false;
6275         unsigned long max;
6276         int err;
6277
6278         buf = strstrip(buf);
6279         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6280         if (err)
6281                 return err;
6282
6283         xchg(&memcg->memory.max, max);
6284
6285         for (;;) {
6286                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6287
6288                 if (nr_pages <= max)
6289                         break;
6290
6291                 if (signal_pending(current))
6292                         break;
6293
6294                 if (!drained) {
6295                         drain_all_stock(memcg);
6296                         drained = true;
6297                         continue;
6298                 }
6299
6300                 if (nr_reclaims) {
6301                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6302                                                           GFP_KERNEL, true))
6303                                 nr_reclaims--;
6304                         continue;
6305                 }
6306
6307                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6308                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6309                         break;
6310         }
6311
6312         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6313         return nbytes;
6314 }
6315
6316 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6317 {
6318         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6319         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6320         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6321         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6322         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6323                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6324 }
6325
6326 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6327 {
6328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6329
6330         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6331         return 0;
6332 }
6333
6334 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6335 {
6336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6337
6338         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6339         return 0;
6340 }
6341
6342 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6343 {
6344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6345         char *buf;
6346
6347         buf = memory_stat_format(memcg);
6348         if (!buf)
6349                 return -ENOMEM;
6350         seq_puts(m, buf);
6351         kfree(buf);
6352         return 0;
6353 }
6354
6355 #ifdef CONFIG_NUMA
6356 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6357                                                      int item)
6358 {
6359         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6360 }
6361
6362 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6363 {
6364         int i;
6365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6366
6367         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6368                 int nid;
6369
6370                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6371                         continue;
6372
6373                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6374                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6375                         u64 size;
6376                         struct lruvec *lruvec;
6377
6378                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6379                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6380                                                         memory_stats[i].idx);
6381                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6382                 }
6383                 seq_putc(m, '\n');
6384         }
6385
6386         return 0;
6387 }
6388 #endif
6389
6390 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6391 {
6392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6393
6394         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6395
6396         return 0;
6397 }
6398
6399 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6400                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6401 {
6402         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6403         int ret, oom_group;
6404
6405         buf = strstrip(buf);
6406         if (!buf)
6407                 return -EINVAL;
6408
6409         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6410         if (ret)
6411                 return ret;
6412
6413         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6414                 return -EINVAL;
6415
6416         memcg->oom_group = oom_group;
6417
6418         return nbytes;
6419 }
6420
6421 static struct cftype memory_files[] = {
6422         {
6423                 .name = "current",
6424                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6425                 .read_u64 = memory_current_read,
6426         },
6427         {
6428                 .name = "min",
6429                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6430                 .seq_show = memory_min_show,
6431                 .write = memory_min_write,
6432         },
6433         {
6434                 .name = "low",
6435                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6436                 .seq_show = memory_low_show,
6437                 .write = memory_low_write,
6438         },
6439         {
6440                 .name = "high",
6441                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6442                 .seq_show = memory_high_show,
6443                 .write = memory_high_write,
6444         },
6445         {
6446                 .name = "max",
6447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6448                 .seq_show = memory_max_show,
6449                 .write = memory_max_write,
6450         },
6451         {
6452                 .name = "events",
6453                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6454                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6455                 .seq_show = memory_events_show,
6456         },
6457         {
6458                 .name = "events.local",
6459                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6460                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6461                 .seq_show = memory_events_local_show,
6462         },
6463         {
6464                 .name = "stat",
6465                 .seq_show = memory_stat_show,
6466         },
6467 #ifdef CONFIG_NUMA
6468         {
6469                 .name = "numa_stat",
6470                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6471         },
6472 #endif
6473         {
6474                 .name = "oom.group",
6475                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6476                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6477                 .write = memory_oom_group_write,
6478         },
6479         { }     /* terminate */
6480 };
6481
6482 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6483         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6484         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6485         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6486         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6487         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6488         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6489         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6490         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6491         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6492         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6493         .dfl_cftypes = memory_files,
6494         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6495         .early_init = 0,
6496 };
6497
6498 /*
6499  * This function calculates an individual cgroup's effective
6500  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6501  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6502  * distribution in the tree.
6503  *
6504  * The following rules apply to the effective protection values:
6505  *
6506  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6507  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6508  *
6509  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6510  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6511  *    parent's effective protection.
6512  *
6513  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6514  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6515  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6516  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6517  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6518  *
6519  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6520  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6521  *    the unused remainder is available to its siblings.
6522  *
6523  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6524  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6525  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6526  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6527  *
6528  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6529  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6530  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6531  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6532  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6533  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6534  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6535  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6536  *
6537  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6538  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6539  * neighboring subtrees.
6540  */
6541 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6542                                           unsigned long parent_usage,
6543                                           unsigned long setting,
6544                                           unsigned long parent_effective,
6545                                           unsigned long siblings_protected)
6546 {
6547         unsigned long protected;
6548         unsigned long ep;
6549
6550         protected = min(usage, setting);
6551         /*
6552          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6553          * protection then what the parent affords them, distribute
6554          * shares in proportion to utilization.
6555          *
6556          * We are using actual utilization rather than the statically
6557          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6558          * but unused protection is available to siblings that would
6559          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6560          */
6561         if (siblings_protected > parent_effective)
6562                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6563
6564         /*
6565          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6566          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6567          * and utilizes is effectively protected.
6568          *
6569          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6570          * will apply pressure in proportion to that amount.
6571          *
6572          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6573          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6574          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6575          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6576          * protection is always dependent on how memory is actually
6577          * consumed among the siblings anyway.
6578          */
6579         ep = protected;
6580
6581         /*
6582          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6583          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6584          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6585          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6586          * other compete freely over the allowance, but they are
6587          * collectively protected from neighboring trees.
6588          *
6589          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6590          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6591          * the same bytes twice.
6592          *
6593          * Check both usage and parent_usage against the respective
6594          * protected values. One should imply the other, but they
6595          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6596          */
6597         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6598                 return ep;
6599         if (parent_effective > siblings_protected &&
6600             parent_usage > siblings_protected &&
6601             usage > protected) {
6602                 unsigned long unclaimed;
6603
6604                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6605                 unclaimed *= usage - protected;
6606                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6607
6608                 ep += unclaimed;
6609         }
6610
6611         return ep;
6612 }
6613
6614 /**
6615  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6616  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6617  * @memcg: the memory cgroup to check
6618  *
6619  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6620  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6621  */
6622 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6623                                      struct mem_cgroup *memcg)
6624 {
6625         unsigned long usage, parent_usage;
6626         struct mem_cgroup *parent;
6627
6628         if (mem_cgroup_disabled())
6629                 return;
6630
6631         if (!root)
6632                 root = root_mem_cgroup;
6633
6634         /*
6635          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6636          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6637          * details.
6638          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6639          * that special casing.
6640          */
6641         if (memcg == root)
6642                 return;
6643
6644         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6645         if (!usage)
6646                 return;
6647
6648         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6649         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6650         if (!parent)
6651                 return;
6652
6653         if (parent == root) {
6654                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6655                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6656                 return;
6657         }
6658
6659         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6660
6661         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6662                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6663                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6664                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6665
6666         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6667                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6668                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6669                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6670 }
6671
6672 static int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6673                                gfp_t gfp)
6674 {
6675         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6676         int ret;
6677
6678         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6679         if (ret)
6680                 goto out;
6681
6682         css_get(&memcg->css);
6683         commit_charge(page, memcg);
6684
6685         local_irq_disable();
6686         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6687         memcg_check_events(memcg, page);
6688         local_irq_enable();
6689 out:
6690         return ret;
6691 }
6692
6693 /**
6694  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6695  * @page: page to charge
6696  * @mm: mm context of the victim
6697  * @gfp_mask: reclaim mode
6698  *
6699  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6700  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6701  *
6702  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6703  *
6704  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6705  */
6706 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6707 {
6708         struct mem_cgroup *memcg;
6709         int ret;
6710
6711         if (mem_cgroup_disabled())
6712                 return 0;
6713
6714         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6715         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp_mask);
6716         css_put(&memcg->css);
6717
6718         return ret;
6719 }
6720
6721 /**
6722  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6723  * @page: page to charge
6724  * @mm: mm context of the victim
6725  * @gfp: reclaim mode
6726  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6727  *
6728  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6729  * adding the page to the swapcache.
6730  *
6731  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6732  */
6733 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6734                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6735 {
6736         struct mem_cgroup *memcg;
6737         unsigned short id;
6738         int ret;
6739
6740         if (mem_cgroup_disabled())
6741                 return 0;
6742
6743         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6744         rcu_read_lock();
6745         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6746         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6747                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6748         rcu_read_unlock();
6749
6750         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp);
6751
6752         css_put(&memcg->css);
6753         return ret;
6754 }
6755
6756 /*
6757  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6758  * @entry: swap entry for which the page is charged
6759  *
6760  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6761  *
6762  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6763  * is order 0 page.
6764  */
6765 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6766 {
6767         /*
6768          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6769          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6770          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6771          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6772          * the entire time.
6773          *
6774          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6775          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6776          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6777          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6778          */
6779         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6780                 /*
6781                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6782                  * let's not wait for it.  The page already received a
6783                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6784                  */
6785                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6786         }
6787 }
6788
6789 struct uncharge_gather {
6790         struct mem_cgroup *memcg;
6791         unsigned long nr_pages;
6792         unsigned long pgpgout;
6793         unsigned long nr_kmem;
6794         struct page *dummy_page;
6795 };
6796
6797 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6798 {
6799         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6800 }
6801
6802 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6803 {
6804         unsigned long flags;
6805
6806         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6807                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6808                 if (do_memsw_account())
6809                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6810                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6811                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6812                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6813         }
6814
6815         local_irq_save(flags);
6816         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6817         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6818         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6819         local_irq_restore(flags);
6820
6821         /* drop reference from uncharge_page */
6822         css_put(&ug->memcg->css);
6823 }
6824
6825 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6826 {
6827         unsigned long nr_pages;
6828
6829         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6830
6831         if (!page_memcg(page))
6832                 return;
6833
6834         /*
6835          * Nobody should be changing or seriously looking at
6836          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6837          * exclusive access to the page.
6838          */
6839
6840         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6841                 if (ug->memcg) {
6842                         uncharge_batch(ug);
6843                         uncharge_gather_clear(ug);
6844                 }
6845                 ug->memcg = page_memcg(page);
6846                 ug->dummy_page = page;
6847
6848                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6849                 css_get(&ug->memcg->css);
6850         }
6851
6852         nr_pages = compound_nr(page);
6853         ug->nr_pages += nr_pages;
6854
6855         if (PageMemcgKmem(page))
6856                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6857         else
6858                 ug->pgpgout++;
6859
6860         page->memcg_data = 0;
6861         css_put(&ug->memcg->css);
6862 }
6863
6864 /**
6865  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6866  * @page: page to uncharge
6867  *
6868  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6869  */
6870 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6871 {
6872         struct uncharge_gather ug;
6873
6874         if (mem_cgroup_disabled())
6875                 return;
6876
6877         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6878         if (!page_memcg(page))
6879                 return;
6880
6881         uncharge_gather_clear(&ug);
6882         uncharge_page(page, &ug);
6883         uncharge_batch(&ug);
6884 }
6885
6886 /**
6887  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6888  * @page_list: list of pages to uncharge
6889  *
6890  * Uncharge a list of pages previously charged with
6891  * mem_cgroup_charge().
6892  */
6893 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6894 {
6895         struct uncharge_gather ug;
6896         struct page *page;
6897
6898         if (mem_cgroup_disabled())
6899                 return;
6900
6901         uncharge_gather_clear(&ug);
6902         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6903                 uncharge_page(page, &ug);
6904         if (ug.memcg)
6905                 uncharge_batch(&ug);
6906 }
6907
6908 /**
6909  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6910  * @oldpage: currently circulating page
6911  * @newpage: replacement page
6912  *
6913  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6914  * be uncharged upon free.
6915  *
6916  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6917  */
6918 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6919 {
6920         struct mem_cgroup *memcg;
6921         unsigned int nr_pages;
6922         unsigned long flags;
6923
6924         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6925         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6926         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6927         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6928                        newpage);
6929
6930         if (mem_cgroup_disabled())
6931                 return;
6932
6933         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6934         if (page_memcg(newpage))
6935                 return;
6936
6937         memcg = page_memcg(oldpage);
6938         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6939         if (!memcg)
6940                 return;
6941
6942         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6943         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6944
6945         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6946         if (do_memsw_account())
6947                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6948
6949         css_get(&memcg->css);
6950         commit_charge(newpage, memcg);
6951
6952         local_irq_save(flags);
6953         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6954         memcg_check_events(memcg, newpage);
6955         local_irq_restore(flags);
6956 }
6957
6958 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6959 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6960
6961 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6962 {
6963         struct mem_cgroup *memcg;
6964
6965         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6966                 return;
6967
6968         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6969         if (in_interrupt())
6970                 return;
6971
6972         rcu_read_lock();
6973         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6974         if (memcg == root_mem_cgroup)
6975                 goto out;
6976         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6977                 goto out;
6978         if (css_tryget(&memcg->css))
6979                 sk->sk_memcg = memcg;
6980 out:
6981         rcu_read_unlock();
6982 }
6983
6984 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6985 {
6986         if (sk->sk_memcg)
6987                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6988 }
6989
6990 /**
6991  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6992  * @memcg: memcg to charge
6993  * @nr_pages: number of pages to charge
6994  *
6995  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6996  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6997  */
6998 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6999 {
7000         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7001
7002         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7003                 struct page_counter *fail;
7004
7005                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7006                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7007                         return true;
7008                 }
7009                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7010                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7011                 return false;
7012         }
7013
7014         /* Don't block in the packet receive path */
7015         if (in_softirq())
7016                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7017
7018         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7019
7020         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7021                 return true;
7022
7023         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7024         return false;
7025 }
7026
7027 /**
7028  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7029  * @memcg: memcg to uncharge
7030  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7031  */
7032 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7033 {
7034         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7035                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7036                 return;
7037         }
7038
7039         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7040
7041         refill_stock(memcg, nr_pages);
7042 }
7043
7044 static int __init cgroup_memory(char *s)
7045 {
7046         char *token;
7047
7048         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7049                 if (!*token)
7050                         continue;
7051                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7052                         cgroup_memory_nosocket = true;
7053                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7054                         cgroup_memory_nokmem = true;
7055         }
7056         return 0;
7057 }
7058 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7059
7060 /*
7061  * subsys_initcall() for memory controller.
7062  *
7063  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7064  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7065  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7066  * should be initialized from here.
7067  */
7068 static int __init mem_cgroup_init(void)
7069 {
7070         int cpu, node;
7071
7072         /*
7073          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7074          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7075          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7076          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7077          */
7078         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7079
7080         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7081                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7082
7083         for_each_possible_cpu(cpu)
7084                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7085                           drain_local_stock);
7086
7087         for_each_node(node) {
7088                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7089
7090                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7091                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7092
7093                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7094                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7095                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7096                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7097         }
7098
7099         return 0;
7100 }
7101 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7102
7103 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7104 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7105 {
7106         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7107                 /*
7108                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7109                  * always be >= 1.
7110                  */
7111                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7112                         VM_BUG_ON(1);
7113                         break;
7114                 }
7115                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7116                 if (!memcg)
7117                         memcg = root_mem_cgroup;
7118         }
7119         return memcg;
7120 }
7121
7122 /**
7123  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7124  * @page: page whose memsw charge to transfer
7125  * @entry: swap entry to move the charge to
7126  *
7127  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7128  */
7129 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7130 {
7131         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7132         unsigned int nr_entries;
7133         unsigned short oldid;
7134
7135         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7136         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7137
7138         if (mem_cgroup_disabled())
7139                 return;
7140
7141         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7142                 return;
7143
7144         memcg = page_memcg(page);
7145
7146         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7147         if (!memcg)
7148                 return;
7149
7150         /*
7151          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7152          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7153          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7154          */
7155         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7156         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7157         /* Get references for the tail pages, too */
7158         if (nr_entries > 1)
7159                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7160         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7161                                    nr_entries);
7162         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7163         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7164
7165         page->memcg_data = 0;
7166
7167         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7168                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7169
7170         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7171                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7172                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7173                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7174         }
7175
7176         /*
7177          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7178          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7179          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7180          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7181          */
7182         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7183         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7184         memcg_check_events(memcg, page);
7185
7186         css_put(&memcg->css);
7187 }
7188
7189 /**
7190  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7191  * @page: page being added to swap
7192  * @entry: swap entry to charge
7193  *
7194  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7195  *
7196  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7197  */
7198 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7199 {
7200         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7201         struct page_counter *counter;
7202         struct mem_cgroup *memcg;
7203         unsigned short oldid;
7204
7205         if (mem_cgroup_disabled())
7206                 return 0;
7207
7208         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7209                 return 0;
7210
7211         memcg = page_memcg(page);
7212
7213         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7214         if (!memcg)
7215                 return 0;
7216
7217         if (!entry.val) {
7218                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7219                 return 0;
7220         }
7221
7222         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7223
7224         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7225             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7226                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7227                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7228                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7229                 return -ENOMEM;
7230         }
7231
7232         /* Get references for the tail pages, too */
7233         if (nr_pages > 1)
7234                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7235         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7236         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7237         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7238
7239         return 0;
7240 }
7241
7242 /**
7243  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7244  * @entry: swap entry to uncharge
7245  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7246  */
7247 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7248 {
7249         struct mem_cgroup *memcg;
7250         unsigned short id;
7251
7252         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7253         rcu_read_lock();
7254         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7255         if (memcg) {
7256                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7257                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7258                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7259                         else
7260                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7261                 }
7262                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7263                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7264         }
7265         rcu_read_unlock();
7266 }
7267
7268 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7269 {
7270         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7271
7272         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7273                 return nr_swap_pages;
7274         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7275                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7276                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7277                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7278         return nr_swap_pages;
7279 }
7280
7281 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7282 {
7283         struct mem_cgroup *memcg;
7284
7285         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7286
7287         if (vm_swap_full())
7288                 return true;
7289         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7290                 return false;
7291
7292         memcg = page_memcg(page);
7293         if (!memcg)
7294                 return false;
7295
7296         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7297                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7298
7299                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7300                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7301                         return true;
7302         }
7303
7304         return false;
7305 }
7306
7307 static int __init setup_swap_account(char *s)
7308 {
7309         if (!strcmp(s, "1"))
7310                 cgroup_memory_noswap = false;
7311         else if (!strcmp(s, "0"))
7312                 cgroup_memory_noswap = true;
7313         return 1;
7314 }
7315 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7316
7317 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7318                              struct cftype *cft)
7319 {
7320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7321
7322         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7323 }
7324
7325 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7326 {
7327         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7328                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7329 }
7330
7331 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7332                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7333 {
7334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7335         unsigned long high;
7336         int err;
7337
7338         buf = strstrip(buf);
7339         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7340         if (err)
7341                 return err;
7342
7343         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7344
7345         return nbytes;
7346 }
7347
7348 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7349 {
7350         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7351                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7352 }
7353
7354 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7355                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7356 {
7357         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7358         unsigned long max;
7359         int err;
7360
7361         buf = strstrip(buf);
7362         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7363         if (err)
7364                 return err;
7365
7366         xchg(&memcg->swap.max, max);
7367
7368         return nbytes;
7369 }
7370
7371 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7372 {
7373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7374
7375         seq_printf(m, "high %lu\n",
7376                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7377         seq_printf(m, "max %lu\n",
7378                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7379         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7380                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7381
7382         return 0;
7383 }
7384
7385 static struct cftype swap_files[] = {
7386         {
7387                 .name = "swap.current",
7388                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7389                 .read_u64 = swap_current_read,
7390         },
7391         {
7392                 .name = "swap.high",
7393                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7394                 .seq_show = swap_high_show,
7395                 .write = swap_high_write,
7396         },
7397         {
7398                 .name = "swap.max",
7399                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7400                 .seq_show = swap_max_show,
7401                 .write = swap_max_write,
7402         },
7403         {
7404                 .name = "swap.events",
7405                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7406                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7407                 .seq_show = swap_events_show,
7408         },
7409         { }     /* terminate */
7410 };
7411
7412 static struct cftype memsw_files[] = {
7413         {
7414                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7415                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7416                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7417         },
7418         {
7419                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7420                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7421                 .write = mem_cgroup_reset,
7422                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7423         },
7424         {
7425                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7426                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7427                 .write = mem_cgroup_write,
7428                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7429         },
7430         {
7431                 .name = "memsw.failcnt",
7432                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7433                 .write = mem_cgroup_reset,
7434                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7435         },
7436         { },    /* terminate */
7437 };
7438
7439 /*
7440  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7441  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7442  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7443  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7444  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7445  */
7446 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7447 {
7448         /* No memory control -> no swap control */
7449         if (mem_cgroup_disabled())
7450                 cgroup_memory_noswap = true;
7451
7452         if (cgroup_memory_noswap)
7453                 return 0;
7454
7455         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7456         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7457
7458         return 0;
7459 }
7460 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7461
7462 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */