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