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