Merge tag 'for-5.14/io_uring-2021-06-30' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool should_force_charge(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
260                                       unsigned int nr_pages);
261
262 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
263 {
264         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
265         unsigned int nr_bytes;
266         unsigned int nr_pages;
267         unsigned long flags;
268
269         /*
270          * At this point all allocated objects are freed, and
271          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
272          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
273          *
274          * The following sequence can lead to it:
275          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
276          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
277          *          PAGE_SIZE bytes are charged
278          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
279          *          the stock if flushed,
280          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
281          * 5) CPU0: we do release this object,
282          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
283          * 6) CPU0: stock is flushed,
284          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
285          *
286          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
287          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
288          */
289         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
290         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
291         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
292
293         if (nr_pages)
294                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
295
296         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
297         list_del(&objcg->list);
298         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
299
300         percpu_ref_exit(ref);
301         kfree_rcu(objcg, rcu);
302 }
303
304 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
305 {
306         struct obj_cgroup *objcg;
307         int ret;
308
309         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
310         if (!objcg)
311                 return NULL;
312
313         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
314                               GFP_KERNEL);
315         if (ret) {
316                 kfree(objcg);
317                 return NULL;
318         }
319         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
320         return objcg;
321 }
322
323 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
324                                   struct mem_cgroup *parent)
325 {
326         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
327
328         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
329
330         spin_lock_irq(&css_set_lock);
331
332         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
333         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
334         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
335         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
336                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
337         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
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 /**
398  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
399  * @page: page of interest
400  *
401  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
402  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
403  * until it is released.
404  *
405  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
406  * is returned.
407  */
408 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
409 {
410         struct mem_cgroup *memcg;
411
412         memcg = page_memcg(page);
413
414         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
415                 memcg = root_mem_cgroup;
416
417         return &memcg->css;
418 }
419
420 /**
421  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
422  * @page: the page
423  *
424  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
425  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
426  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
427  *
428  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
429  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
430  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
431  * do not care (such as procfs interfaces).
432  */
433 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
434 {
435         struct mem_cgroup *memcg;
436         unsigned long ino = 0;
437
438         rcu_read_lock();
439         memcg = page_memcg_check(page);
440
441         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
442                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
443         if (memcg)
444                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
445         rcu_read_unlock();
446         return ino;
447 }
448
449 static struct mem_cgroup_per_node *
450 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
451 {
452         int nid = page_to_nid(page);
453
454         return memcg->nodeinfo[nid];
455 }
456
457 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
458 soft_limit_tree_node(int nid)
459 {
460         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
461 }
462
463 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
464 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
465 {
466         int nid = page_to_nid(page);
467
468         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
469 }
470
471 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
472                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
473                                          unsigned long new_usage_in_excess)
474 {
475         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
476         struct rb_node *parent = NULL;
477         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
478         bool rightmost = true;
479
480         if (mz->on_tree)
481                 return;
482
483         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
484         if (!mz->usage_in_excess)
485                 return;
486         while (*p) {
487                 parent = *p;
488                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
489                                         tree_node);
490                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
491                         p = &(*p)->rb_left;
492                         rightmost = false;
493                 } else {
494                         p = &(*p)->rb_right;
495                 }
496         }
497
498         if (rightmost)
499                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
500
501         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
502         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
503         mz->on_tree = true;
504 }
505
506 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
507                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
508 {
509         if (!mz->on_tree)
510                 return;
511
512         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
513                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
514
515         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
516         mz->on_tree = false;
517 }
518
519 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
520                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
521 {
522         unsigned long flags;
523
524         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
525         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
526         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
527 }
528
529 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
530 {
531         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
532         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
533         unsigned long excess = 0;
534
535         if (nr_pages > soft_limit)
536                 excess = nr_pages - soft_limit;
537
538         return excess;
539 }
540
541 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
542 {
543         unsigned long excess;
544         struct mem_cgroup_per_node *mz;
545         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
546
547         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
548         if (!mctz)
549                 return;
550         /*
551          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
552          * because their event counter is not touched.
553          */
554         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
555                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
556                 excess = soft_limit_excess(memcg);
557                 /*
558                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
559                  * mem is over its softlimit.
560                  */
561                 if (excess || mz->on_tree) {
562                         unsigned long flags;
563
564                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
565                         /* if on-tree, remove it */
566                         if (mz->on_tree)
567                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
568                         /*
569                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
570                          * If excess is 0, no tree ops.
571                          */
572                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
573                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
574                 }
575         }
576 }
577
578 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
579 {
580         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
581         struct mem_cgroup_per_node *mz;
582         int nid;
583
584         for_each_node(nid) {
585                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
586                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
587                 if (mctz)
588                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
589         }
590 }
591
592 static struct mem_cgroup_per_node *
593 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
594 {
595         struct mem_cgroup_per_node *mz;
596
597 retry:
598         mz = NULL;
599         if (!mctz->rb_rightmost)
600                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
601
602         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
603                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
604         /*
605          * Remove the node now but someone else can add it back,
606          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
607          * position in the tree.
608          */
609         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
610         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
611             !css_tryget(&mz->memcg->css))
612                 goto retry;
613 done:
614         return mz;
615 }
616
617 static struct mem_cgroup_per_node *
618 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
619 {
620         struct mem_cgroup_per_node *mz;
621
622         spin_lock_irq(&mctz->lock);
623         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
624         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
625         return mz;
626 }
627
628 /**
629  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
630  * @memcg: the memory cgroup
631  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
632  * @val: delta to add to the counter, can be negative
633  */
634 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
635 {
636         if (mem_cgroup_disabled())
637                 return;
638
639         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
640         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
641 }
642
643 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
644 static unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
645 {
646         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats.state[idx]);
647 #ifdef CONFIG_SMP
648         if (x < 0)
649                 x = 0;
650 #endif
651         return x;
652 }
653
654 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
655 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
656 {
657         long x = 0;
658         int cpu;
659
660         for_each_possible_cpu(cpu)
661                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
662 #ifdef CONFIG_SMP
663         if (x < 0)
664                 x = 0;
665 #endif
666         return x;
667 }
668
669 static struct mem_cgroup_per_node *
670 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
671 {
672         struct mem_cgroup *parent;
673
674         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
675         if (!parent)
676                 return NULL;
677         return parent->nodeinfo[nid];
678 }
679
680 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
681                               int val)
682 {
683         struct mem_cgroup_per_node *pn;
684         struct mem_cgroup *memcg;
685         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
686
687         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
688         memcg = pn->memcg;
689
690         /* Update memcg */
691         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
692
693         /* Update lruvec */
694         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
695
696         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
697                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
698
699         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
700         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
701                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
702                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
703
704                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
705                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
706                 x = 0;
707         }
708         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
709 }
710
711 /**
712  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
713  * @lruvec: the lruvec
714  * @idx: the stat item
715  * @val: delta to add to the counter, can be negative
716  *
717  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
718  * function updates the all three counters that are affected by a
719  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
720  */
721 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
722                         int val)
723 {
724         /* Update node */
725         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
726
727         /* Update memcg and lruvec */
728         if (!mem_cgroup_disabled())
729                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
730 }
731
732 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
733                              int val)
734 {
735         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
736         struct mem_cgroup *memcg;
737         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
738         struct lruvec *lruvec;
739
740         rcu_read_lock();
741         memcg = page_memcg(head);
742         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
743         if (!memcg) {
744                 rcu_read_unlock();
745                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
746                 return;
747         }
748
749         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
750         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
751         rcu_read_unlock();
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
754
755 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
756 {
757         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         struct lruvec *lruvec;
760
761         rcu_read_lock();
762         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
763
764         /*
765          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
766          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
767          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
768          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
769          */
770         if (!memcg) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 /*
780  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
781  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
782  */
783 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
784                                      struct pglist_data *pgdat,
785                                      enum node_stat_item idx, int nr)
786 {
787         struct mem_cgroup *memcg;
788         struct lruvec *lruvec;
789
790         rcu_read_lock();
791         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
792         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
793         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
794         rcu_read_unlock();
795 }
796
797 /**
798  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
799  * @memcg: the memory cgroup
800  * @idx: the event item
801  * @count: the number of events that occurred
802  */
803 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
804                           unsigned long count)
805 {
806         if (mem_cgroup_disabled())
807                 return;
808
809         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
810         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
811 }
812
813 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
814 {
815         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
816 }
817
818 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
819 {
820         long x = 0;
821         int cpu;
822
823         for_each_possible_cpu(cpu)
824                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
825         return x;
826 }
827
828 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
829                                          struct page *page,
830                                          int nr_pages)
831 {
832         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
833         if (nr_pages > 0)
834                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
835         else {
836                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
837                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
838         }
839
840         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
841 }
842
843 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
844                                        enum mem_cgroup_events_target target)
845 {
846         unsigned long val, next;
847
848         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
849         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
850         /* from time_after() in jiffies.h */
851         if ((long)(next - val) < 0) {
852                 switch (target) {
853                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
854                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
855                         break;
856                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
857                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
858                         break;
859                 default:
860                         break;
861                 }
862                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
863                 return true;
864         }
865         return false;
866 }
867
868 /*
869  * Check events in order.
870  *
871  */
872 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
873 {
874         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
875         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
876                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
877                 bool do_softlimit;
878
879                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
880                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
881                 mem_cgroup_threshold(memcg);
882                 if (unlikely(do_softlimit))
883                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
884         }
885 }
886
887 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
888 {
889         /*
890          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
891          * if it races with swapoff, page migration, etc.
892          * So this can be called with p == NULL.
893          */
894         if (unlikely(!p))
895                 return NULL;
896
897         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
898 }
899 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
900
901 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
902 {
903         if (in_interrupt())
904                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
905         else
906                 return current->active_memcg;
907 }
908
909 /**
910  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
911  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
912  *
913  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
914  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
915  * 1) The active memcg, if set.
916  * 2) current->mm->memcg, if available
917  * 3) root memcg
918  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
919  */
920 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
921 {
922         struct mem_cgroup *memcg;
923
924         if (mem_cgroup_disabled())
925                 return NULL;
926
927         /*
928          * Page cache insertions can happen without an
929          * actual mm context, e.g. during disk probing
930          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
931          *
932          * No need to css_get on root memcg as the reference
933          * counting is disabled on the root level in the
934          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
935          */
936         if (unlikely(!mm)) {
937                 memcg = active_memcg();
938                 if (unlikely(memcg)) {
939                         /* remote memcg must hold a ref */
940                         css_get(&memcg->css);
941                         return memcg;
942                 }
943                 mm = current->mm;
944                 if (unlikely(!mm))
945                         return root_mem_cgroup;
946         }
947
948         rcu_read_lock();
949         do {
950                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
951                 if (unlikely(!memcg))
952                         memcg = root_mem_cgroup;
953         } while (!css_tryget(&memcg->css));
954         rcu_read_unlock();
955         return memcg;
956 }
957 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
958
959 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
960 {
961         /* Allow remote memcg charging from any context. */
962         if (unlikely(active_memcg()))
963                 return false;
964
965         /* Memcg to charge can't be determined. */
966         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
967                 return true;
968
969         return false;
970 }
971
972 /**
973  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
974  * @root: hierarchy root
975  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
976  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
977  *
978  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
979  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
980  *
981  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
982  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
983  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
984  *
985  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
986  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
987  * same node.
988  */
989 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
990                                    struct mem_cgroup *prev,
991                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
992 {
993         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
994         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
995         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
996         struct mem_cgroup *pos = NULL;
997
998         if (mem_cgroup_disabled())
999                 return NULL;
1000
1001         if (!root)
1002                 root = root_mem_cgroup;
1003
1004         if (prev && !reclaim)
1005                 pos = prev;
1006
1007         rcu_read_lock();
1008
1009         if (reclaim) {
1010                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1011
1012                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1013                 iter = &mz->iter;
1014
1015                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1016                         goto out_unlock;
1017
1018                 while (1) {
1019                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1020                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1021                                 break;
1022                         /*
1023                          * css reference reached zero, so iter->position will
1024                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1025                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1026                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1027                          * might block it. So we clear iter->position right
1028                          * away.
1029                          */
1030                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1031                 }
1032         }
1033
1034         if (pos)
1035                 css = &pos->css;
1036
1037         for (;;) {
1038                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1039                 if (!css) {
1040                         /*
1041                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1042                          * new one might jump in right at the end of
1043                          * the hierarchy - make sure they see at least
1044                          * one group and restart from the beginning.
1045                          */
1046                         if (!prev)
1047                                 continue;
1048                         break;
1049                 }
1050
1051                 /*
1052                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1053                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1054                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1055                  */
1056                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1057
1058                 if (css == &root->css)
1059                         break;
1060
1061                 if (css_tryget(css))
1062                         break;
1063
1064                 memcg = NULL;
1065         }
1066
1067         if (reclaim) {
1068                 /*
1069                  * The position could have already been updated by a competing
1070                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1071                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1072                  */
1073                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1074
1075                 if (pos)
1076                         css_put(&pos->css);
1077
1078                 if (!memcg)
1079                         iter->generation++;
1080                 else if (!prev)
1081                         reclaim->generation = iter->generation;
1082         }
1083
1084 out_unlock:
1085         rcu_read_unlock();
1086         if (prev && prev != root)
1087                 css_put(&prev->css);
1088
1089         return memcg;
1090 }
1091
1092 /**
1093  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1094  * @root: hierarchy root
1095  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1096  */
1097 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1098                            struct mem_cgroup *prev)
1099 {
1100         if (!root)
1101                 root = root_mem_cgroup;
1102         if (prev && prev != root)
1103                 css_put(&prev->css);
1104 }
1105
1106 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1107                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1108 {
1109         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1110         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1111         int nid;
1112
1113         for_each_node(nid) {
1114                 mz = from->nodeinfo[nid];
1115                 iter = &mz->iter;
1116                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1117         }
1118 }
1119
1120 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1121 {
1122         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1123         struct mem_cgroup *last;
1124
1125         do {
1126                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1127                 last = memcg;
1128         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1129
1130         /*
1131          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1132          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1133          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1134          * dead_memcg from cgroup root separately.
1135          */
1136         if (last != root_mem_cgroup)
1137                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1138                                                 dead_memcg);
1139 }
1140
1141 /**
1142  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1143  * @memcg: hierarchy root
1144  * @fn: function to call for each task
1145  * @arg: argument passed to @fn
1146  *
1147  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1148  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1149  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1150  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1151  *
1152  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1153  */
1154 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1155                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1156 {
1157         struct mem_cgroup *iter;
1158         int ret = 0;
1159
1160         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1161
1162         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1163                 struct css_task_iter it;
1164                 struct task_struct *task;
1165
1166                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1167                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1168                         ret = fn(task, arg);
1169                 css_task_iter_end(&it);
1170                 if (ret) {
1171                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1172                         break;
1173                 }
1174         }
1175         return ret;
1176 }
1177
1178 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1179 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1180 {
1181         struct mem_cgroup *memcg;
1182
1183         if (mem_cgroup_disabled())
1184                 return;
1185
1186         memcg = page_memcg(page);
1187
1188         if (!memcg)
1189                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1190         else
1191                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1192 }
1193 #endif
1194
1195 /**
1196  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1197  * @page: the page
1198  *
1199  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1200  * - page locked
1201  * - PageLRU cleared
1202  * - lock_page_memcg()
1203  * - page->_refcount is zero
1204  */
1205 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1206 {
1207         struct lruvec *lruvec;
1208
1209         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1210         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1211
1212         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1213
1214         return lruvec;
1215 }
1216
1217 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1218 {
1219         struct lruvec *lruvec;
1220
1221         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1222         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1223
1224         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1225
1226         return lruvec;
1227 }
1228
1229 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1230 {
1231         struct lruvec *lruvec;
1232
1233         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1234         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1235
1236         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1237
1238         return lruvec;
1239 }
1240
1241 /**
1242  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1243  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1244  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1245  * @zid: zone id of the accounted pages
1246  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1247  *
1248  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1249  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1250  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1251  */
1252 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1253                                 int zid, int nr_pages)
1254 {
1255         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1256         unsigned long *lru_size;
1257         long size;
1258
1259         if (mem_cgroup_disabled())
1260                 return;
1261
1262         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1263         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1264
1265         if (nr_pages < 0)
1266                 *lru_size += nr_pages;
1267
1268         size = *lru_size;
1269         if (WARN_ONCE(size < 0,
1270                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1271                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1272                 VM_BUG_ON(1);
1273                 *lru_size = 0;
1274         }
1275
1276         if (nr_pages > 0)
1277                 *lru_size += nr_pages;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1282  * @memcg: the memory cgroup
1283  *
1284  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1285  * pages.
1286  */
1287 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1288 {
1289         unsigned long margin = 0;
1290         unsigned long count;
1291         unsigned long limit;
1292
1293         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1294         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1295         if (count < limit)
1296                 margin = limit - count;
1297
1298         if (do_memsw_account()) {
1299                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1300                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1301                 if (count < limit)
1302                         margin = min(margin, limit - count);
1303                 else
1304                         margin = 0;
1305         }
1306
1307         return margin;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1312  *
1313  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1314  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1315  * caused by "move".
1316  */
1317 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1318 {
1319         struct mem_cgroup *from;
1320         struct mem_cgroup *to;
1321         bool ret = false;
1322         /*
1323          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1324          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1325          */
1326         spin_lock(&mc.lock);
1327         from = mc.from;
1328         to = mc.to;
1329         if (!from)
1330                 goto unlock;
1331
1332         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1333                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1334 unlock:
1335         spin_unlock(&mc.lock);
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1342                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1343                         DEFINE_WAIT(wait);
1344                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1345                         /* moving charge context might have finished. */
1346                         if (mc.moving_task)
1347                                 schedule();
1348                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1349                         return true;
1350                 }
1351         }
1352         return false;
1353 }
1354
1355 struct memory_stat {
1356         const char *name;
1357         unsigned int idx;
1358 };
1359
1360 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1361         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1362         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1363         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1364         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1365         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1366         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1367         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1368         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1369         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1370         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1371 #ifdef CONFIG_SWAP
1372         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1373 #endif
1374 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1375         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1376         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1377         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1378 #endif
1379         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1380         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1381         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1382         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1383         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1384         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1385         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1386
1387         /* The memory events */
1388         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1389         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1390         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1391         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1392         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1393         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1394         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1395 };
1396
1397 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1398 static int memcg_page_state_unit(int item)
1399 {
1400         switch (item) {
1401         case MEMCG_PERCPU_B:
1402         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1403         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1404         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1405         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1406         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1407         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1408         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1409         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1410         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1411                 return 1;
1412         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1413                 return SZ_1K;
1414         default:
1415                 return PAGE_SIZE;
1416         }
1417 }
1418
1419 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1420                                                     int item)
1421 {
1422         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1423 }
1424
1425 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1426 {
1427         struct seq_buf s;
1428         int i;
1429
1430         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1431         if (!s.buffer)
1432                 return NULL;
1433
1434         /*
1435          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1436          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1437          *
1438          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1439          * 1) generic big picture -> specifics and details
1440          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1441          *
1442          * Current memory state:
1443          */
1444         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
1445
1446         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1447                 u64 size;
1448
1449                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1450                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1451
1452                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1453                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1454                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1455                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1456                 }
1457         }
1458
1459         /* Accumulated memory events */
1460
1461         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1462                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1463         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1464                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1465         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1466                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1467         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1468                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1469                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1470         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1471                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1472                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1473         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1474                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1475         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1476                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1477         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1478                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1479         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1480                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1481
1482 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1483         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1484                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1485         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1486                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1487 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1488
1489         /* The above should easily fit into one page */
1490         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1491
1492         return s.buffer;
1493 }
1494
1495 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1496 /**
1497  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1498  * memory controller.
1499  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1500  * @p: Task that is going to be killed
1501  *
1502  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1503  * enabled
1504  */
1505 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1506 {
1507         rcu_read_lock();
1508
1509         if (memcg) {
1510                 pr_cont(",oom_memcg=");
1511                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1512         } else
1513                 pr_cont(",global_oom");
1514         if (p) {
1515                 pr_cont(",task_memcg=");
1516                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1517         }
1518         rcu_read_unlock();
1519 }
1520
1521 /**
1522  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1523  * memory controller.
1524  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1525  */
1526 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1527 {
1528         char *buf;
1529
1530         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1531                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1532                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1533         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1534                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1535                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1536                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1537         else {
1538                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1539                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1540                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1541                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1542                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1543                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1544         }
1545
1546         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1547         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1548         pr_cont(":");
1549         buf = memory_stat_format(memcg);
1550         if (!buf)
1551                 return;
1552         pr_info("%s", buf);
1553         kfree(buf);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1558  */
1559 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1560 {
1561         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1562
1563         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1564                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1565                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1566                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1567         } else { /* v1 */
1568                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1569                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1570                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1571
1572                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1573                 }
1574         }
1575         return max;
1576 }
1577
1578 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         return page_counter_read(&memcg->memory);
1581 }
1582
1583 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1584                                      int order)
1585 {
1586         struct oom_control oc = {
1587                 .zonelist = NULL,
1588                 .nodemask = NULL,
1589                 .memcg = memcg,
1590                 .gfp_mask = gfp_mask,
1591                 .order = order,
1592         };
1593         bool ret = true;
1594
1595         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1596                 return true;
1597
1598         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1599                 goto unlock;
1600
1601         /*
1602          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1603          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1604          */
1605         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1606
1607 unlock:
1608         mutex_unlock(&oom_lock);
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1613                                    pg_data_t *pgdat,
1614                                    gfp_t gfp_mask,
1615                                    unsigned long *total_scanned)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1618         int total = 0;
1619         int loop = 0;
1620         unsigned long excess;
1621         unsigned long nr_scanned;
1622         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1623                 .pgdat = pgdat,
1624         };
1625
1626         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1627
1628         while (1) {
1629                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1630                 if (!victim) {
1631                         loop++;
1632                         if (loop >= 2) {
1633                                 /*
1634                                  * If we have not been able to reclaim
1635                                  * anything, it might because there are
1636                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1637                                  */
1638                                 if (!total)
1639                                         break;
1640                                 /*
1641                                  * We want to do more targeted reclaim.
1642                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1643                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1644                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1645                                  */
1646                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1647                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1648                                         break;
1649                         }
1650                         continue;
1651                 }
1652                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1653                                         pgdat, &nr_scanned);
1654                 *total_scanned += nr_scanned;
1655                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1656                         break;
1657         }
1658         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1659         return total;
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1663 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1664         .name = "memcg_oom_lock",
1665 };
1666 #endif
1667
1668 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1669
1670 /*
1671  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1672  * If someone is running, return false.
1673  */
1674 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1675 {
1676         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1677
1678         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1679
1680         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1681                 if (iter->oom_lock) {
1682                         /*
1683                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1684                          * so we cannot give a lock.
1685                          */
1686                         failed = iter;
1687                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1688                         break;
1689                 } else
1690                         iter->oom_lock = true;
1691         }
1692
1693         if (failed) {
1694                 /*
1695                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1696                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1697                  */
1698                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1699                         if (iter == failed) {
1700                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1701                                 break;
1702                         }
1703                         iter->oom_lock = false;
1704                 }
1705         } else
1706                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1707
1708         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1709
1710         return !failed;
1711 }
1712
1713 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1714 {
1715         struct mem_cgroup *iter;
1716
1717         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1718         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1719         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1720                 iter->oom_lock = false;
1721         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1722 }
1723
1724 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1725 {
1726         struct mem_cgroup *iter;
1727
1728         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1729         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1730                 iter->under_oom++;
1731         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1732 }
1733
1734 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1735 {
1736         struct mem_cgroup *iter;
1737
1738         /*
1739          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1740          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1741          */
1742         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1744                 if (iter->under_oom > 0)
1745                         iter->under_oom--;
1746         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1747 }
1748
1749 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1750
1751 struct oom_wait_info {
1752         struct mem_cgroup *memcg;
1753         wait_queue_entry_t      wait;
1754 };
1755
1756 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1757         unsigned mode, int sync, void *arg)
1758 {
1759         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1760         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1761         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1762
1763         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1764         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1765
1766         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1767             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1768                 return 0;
1769         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1770 }
1771
1772 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         /*
1775          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1776          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1777          * this function is called as a result of userland actions
1778          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1779          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1780          * triggering notification.
1781          */
1782         if (memcg && memcg->under_oom)
1783                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1784 }
1785
1786 enum oom_status {
1787         OOM_SUCCESS,
1788         OOM_FAILED,
1789         OOM_ASYNC,
1790         OOM_SKIPPED
1791 };
1792
1793 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1794 {
1795         enum oom_status ret;
1796         bool locked;
1797
1798         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1799                 return OOM_SKIPPED;
1800
1801         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1802
1803         /*
1804          * We are in the middle of the charge context here, so we
1805          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1806          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1807          *
1808          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1809          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1810          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1811          * released.
1812          *
1813          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1814          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1815          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1816          * invoke the oom killer here.
1817          *
1818          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1819          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1820          */
1821         if (memcg->oom_kill_disable) {
1822                 if (!current->in_user_fault)
1823                         return OOM_SKIPPED;
1824                 css_get(&memcg->css);
1825                 current->memcg_in_oom = memcg;
1826                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1827                 current->memcg_oom_order = order;
1828
1829                 return OOM_ASYNC;
1830         }
1831
1832         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1833
1834         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1835
1836         if (locked)
1837                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1838
1839         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1840         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1841                 ret = OOM_SUCCESS;
1842         else
1843                 ret = OOM_FAILED;
1844
1845         if (locked)
1846                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1847
1848         return ret;
1849 }
1850
1851 /**
1852  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1853  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1854  *
1855  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1856  * handler was enabled.
1857  *
1858  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1859  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1860  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1861  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1862  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1863  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1864  *
1865  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1866  * completed, %false otherwise.
1867  */
1868 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1869 {
1870         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1871         struct oom_wait_info owait;
1872         bool locked;
1873
1874         /* OOM is global, do not handle */
1875         if (!memcg)
1876                 return false;
1877
1878         if (!handle)
1879                 goto cleanup;
1880
1881         owait.memcg = memcg;
1882         owait.wait.flags = 0;
1883         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1884         owait.wait.private = current;
1885         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1886
1887         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1888         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1889
1890         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1891
1892         if (locked)
1893                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1894
1895         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1896                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1897                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1898                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1899                                          current->memcg_oom_order);
1900         } else {
1901                 schedule();
1902                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1903                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1904         }
1905
1906         if (locked) {
1907                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1908                 /*
1909                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1910                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1911                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1912                  */
1913                 memcg_oom_recover(memcg);
1914         }
1915 cleanup:
1916         current->memcg_in_oom = NULL;
1917         css_put(&memcg->css);
1918         return true;
1919 }
1920
1921 /**
1922  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1923  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1924  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1925  *
1926  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1927  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1928  *
1929  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1930  */
1931 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1932                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1933 {
1934         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1935         struct mem_cgroup *memcg;
1936
1937         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1938                 return NULL;
1939
1940         if (!oom_domain)
1941                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1942
1943         rcu_read_lock();
1944
1945         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1946         if (memcg == root_mem_cgroup)
1947                 goto out;
1948
1949         /*
1950          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1951          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1952          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1953          */
1954         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1955                 goto out;
1956
1957         /*
1958          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1959          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1960          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1961          */
1962         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1963                 if (memcg->oom_group)
1964                         oom_group = memcg;
1965
1966                 if (memcg == oom_domain)
1967                         break;
1968         }
1969
1970         if (oom_group)
1971                 css_get(&oom_group->css);
1972 out:
1973         rcu_read_unlock();
1974
1975         return oom_group;
1976 }
1977
1978 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         pr_info("Tasks in ");
1981         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1982         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1983 }
1984
1985 /**
1986  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
1987  * @page: the page
1988  *
1989  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1990  * another cgroup.
1991  *
1992  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
1993  * for the lifetime of the page.
1994  */
1995 void lock_page_memcg(struct page *page)
1996 {
1997         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
1998         struct mem_cgroup *memcg;
1999         unsigned long flags;
2000
2001         /*
2002          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2003          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2004          * because page moving starts with an RCU grace period.
2005          */
2006         rcu_read_lock();
2007
2008         if (mem_cgroup_disabled())
2009                 return;
2010 again:
2011         memcg = page_memcg(head);
2012         if (unlikely(!memcg))
2013                 return;
2014
2015 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2016         local_irq_save(flags);
2017         might_lock(&memcg->move_lock);
2018         local_irq_restore(flags);
2019 #endif
2020
2021         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2022                 return;
2023
2024         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2025         if (memcg != page_memcg(head)) {
2026                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2027                 goto again;
2028         }
2029
2030         /*
2031          * When charge migration first begins, we can have multiple
2032          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2033          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2034          * move_lock for unlock_page_memcg().
2035          */
2036         memcg->move_lock_task = current;
2037         memcg->move_lock_flags = flags;
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2040
2041 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2042 {
2043         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2044                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2045
2046                 memcg->move_lock_task = NULL;
2047                 memcg->move_lock_flags = 0;
2048
2049                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2050         }
2051
2052         rcu_read_unlock();
2053 }
2054
2055 /**
2056  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2057  * @page: the page
2058  */
2059 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2060 {
2061         struct page *head = compound_head(page);
2062
2063         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2064 }
2065 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2066
2067 struct obj_stock {
2068 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2069         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2070         struct pglist_data *cached_pgdat;
2071         unsigned int nr_bytes;
2072         int nr_slab_reclaimable_b;
2073         int nr_slab_unreclaimable_b;
2074 #else
2075         int dummy[0];
2076 #endif
2077 };
2078
2079 struct memcg_stock_pcp {
2080         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2081         unsigned int nr_pages;
2082         struct obj_stock task_obj;
2083         struct obj_stock irq_obj;
2084
2085         struct work_struct work;
2086         unsigned long flags;
2087 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2088 };
2089 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2090 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2091
2092 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2093 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2094 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2095                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2096
2097 #else
2098 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2099 {
2100 }
2101 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2102                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2103 {
2104         return false;
2105 }
2106 #endif
2107
2108 /*
2109  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2110  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2111  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2112  * task context and interrupt context access respectively.
2113  *
2114  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2115  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2116  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2117  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2118  */
2119 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2120 {
2121         struct memcg_stock_pcp *stock;
2122
2123         if (likely(in_task())) {
2124                 *pflags = 0UL;
2125                 preempt_disable();
2126                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2127                 return &stock->task_obj;
2128         }
2129
2130         local_irq_save(*pflags);
2131         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2132         return &stock->irq_obj;
2133 }
2134
2135 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2136 {
2137         if (likely(in_task()))
2138                 preempt_enable();
2139         else
2140                 local_irq_restore(flags);
2141 }
2142
2143 /**
2144  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2145  * @memcg: memcg to consume from.
2146  * @nr_pages: how many pages to charge.
2147  *
2148  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2149  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2150  * service an allocation will refill the stock.
2151  *
2152  * returns true if successful, false otherwise.
2153  */
2154 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2155 {
2156         struct memcg_stock_pcp *stock;
2157         unsigned long flags;
2158         bool ret = false;
2159
2160         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2161                 return ret;
2162
2163         local_irq_save(flags);
2164
2165         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2166         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2167                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2168                 ret = true;
2169         }
2170
2171         local_irq_restore(flags);
2172
2173         return ret;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2178  */
2179 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2180 {
2181         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2182
2183         if (!old)
2184                 return;
2185
2186         if (stock->nr_pages) {
2187                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2188                 if (do_memsw_account())
2189                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2190                 stock->nr_pages = 0;
2191         }
2192
2193         css_put(&old->css);
2194         stock->cached = NULL;
2195 }
2196
2197 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2198 {
2199         struct memcg_stock_pcp *stock;
2200         unsigned long flags;
2201
2202         /*
2203          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2204          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2205          */
2206         local_irq_save(flags);
2207
2208         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2209         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2210         if (in_task())
2211                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2212         drain_stock(stock);
2213         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2214
2215         local_irq_restore(flags);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2220  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2221  */
2222 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2223 {
2224         struct memcg_stock_pcp *stock;
2225         unsigned long flags;
2226
2227         local_irq_save(flags);
2228
2229         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2230         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2231                 drain_stock(stock);
2232                 css_get(&memcg->css);
2233                 stock->cached = memcg;
2234         }
2235         stock->nr_pages += nr_pages;
2236
2237         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2238                 drain_stock(stock);
2239
2240         local_irq_restore(flags);
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2245  * of the hierarchy under it.
2246  */
2247 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2248 {
2249         int cpu, curcpu;
2250
2251         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2252         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2253                 return;
2254         /*
2255          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2256          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2257          * as well as workers from this path always operate on the local
2258          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2259          */
2260         curcpu = get_cpu();
2261         for_each_online_cpu(cpu) {
2262                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2263                 struct mem_cgroup *memcg;
2264                 bool flush = false;
2265
2266                 rcu_read_lock();
2267                 memcg = stock->cached;
2268                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2269                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2270                         flush = true;
2271                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2272                         flush = true;
2273                 rcu_read_unlock();
2274
2275                 if (flush &&
2276                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2277                         if (cpu == curcpu)
2278                                 drain_local_stock(&stock->work);
2279                         else
2280                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2281                 }
2282         }
2283         put_cpu();
2284         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2285 }
2286
2287 static void memcg_flush_lruvec_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2288 {
2289         int nid;
2290
2291         for_each_node(nid) {
2292                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
2293                 unsigned long stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
2294                 struct batched_lruvec_stat *lstatc;
2295                 int i;
2296
2297                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stat_cpu, cpu);
2298                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
2299                         stat[i] = lstatc->count[i];
2300                         lstatc->count[i] = 0;
2301                 }
2302
2303                 do {
2304                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
2305                                 atomic_long_add(stat[i], &pn->lruvec_stat[i]);
2306                 } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2307         }
2308 }
2309
2310 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2311 {
2312         struct memcg_stock_pcp *stock;
2313         struct mem_cgroup *memcg;
2314
2315         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2316         drain_stock(stock);
2317
2318         for_each_mem_cgroup(memcg)
2319                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
2320
2321         return 0;
2322 }
2323
2324 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2325                                   unsigned int nr_pages,
2326                                   gfp_t gfp_mask)
2327 {
2328         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2329
2330         do {
2331                 unsigned long pflags;
2332
2333                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2334                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2335                         continue;
2336
2337                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2338
2339                 psi_memstall_enter(&pflags);
2340                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2341                                                              gfp_mask, true);
2342                 psi_memstall_leave(&pflags);
2343         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2344                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2345
2346         return nr_reclaimed;
2347 }
2348
2349 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2350 {
2351         struct mem_cgroup *memcg;
2352
2353         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2354         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2359  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2360  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2361  */
2362 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2363
2364 /*
2365  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2366  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2367  * below.
2368  *
2369  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2370  *   overage ratio to a delay.
2371  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2372  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2373  *   to produce a reasonable delay curve.
2374  *
2375  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2376  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2377  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2378  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2379  * example, with a high of 100 megabytes:
2380  *
2381  *  +-------+------------------------+
2382  *  | usage | time to allocate in ms |
2383  *  +-------+------------------------+
2384  *  | 100M  |                      0 |
2385  *  | 101M  |                      6 |
2386  *  | 102M  |                     25 |
2387  *  | 103M  |                     57 |
2388  *  | 104M  |                    102 |
2389  *  | 105M  |                    159 |
2390  *  | 106M  |                    230 |
2391  *  | 107M  |                    313 |
2392  *  | 108M  |                    409 |
2393  *  | 109M  |                    518 |
2394  *  | 110M  |                    639 |
2395  *  | 111M  |                    774 |
2396  *  | 112M  |                    921 |
2397  *  | 113M  |                   1081 |
2398  *  | 114M  |                   1254 |
2399  *  | 115M  |                   1439 |
2400  *  | 116M  |                   1638 |
2401  *  | 117M  |                   1849 |
2402  *  | 118M  |                   2000 |
2403  *  | 119M  |                   2000 |
2404  *  | 120M  |                   2000 |
2405  *  +-------+------------------------+
2406  */
2407  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2408  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2409
2410 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2411 {
2412         u64 overage;
2413
2414         if (usage <= high)
2415                 return 0;
2416
2417         /*
2418          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2419          * it was a threshold of 1 page
2420          */
2421         high = max(high, 1UL);
2422
2423         overage = usage - high;
2424         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2425         return div64_u64(overage, high);
2426 }
2427
2428 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2429 {
2430         u64 overage, max_overage = 0;
2431
2432         do {
2433                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2434                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2435                 max_overage = max(overage, max_overage);
2436         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2437                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2438
2439         return max_overage;
2440 }
2441
2442 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2443 {
2444         u64 overage, max_overage = 0;
2445
2446         do {
2447                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2448                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2449                 if (overage)
2450                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2451                 max_overage = max(overage, max_overage);
2452         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2453                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2454
2455         return max_overage;
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2460  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2461  */
2462 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2463                                           unsigned int nr_pages,
2464                                           u64 max_overage)
2465 {
2466         unsigned long penalty_jiffies;
2467
2468         if (!max_overage)
2469                 return 0;
2470
2471         /*
2472          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2473          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2474          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2475          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2476          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2477          * overage amount.
2478          */
2479         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2480         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2481         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2482
2483         /*
2484          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2485          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2486          * 4N-sized allocation.
2487          *
2488          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2489          * larger the current charge patch is than that.
2490          */
2491         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2496  * and reclaims memory over the high limit.
2497  */
2498 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2499 {
2500         unsigned long penalty_jiffies;
2501         unsigned long pflags;
2502         unsigned long nr_reclaimed;
2503         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2504         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2505         struct mem_cgroup *memcg;
2506         bool in_retry = false;
2507
2508         if (likely(!nr_pages))
2509                 return;
2510
2511         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2512         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2513
2514 retry_reclaim:
2515         /*
2516          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2517          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2518          * or breaching resource isolation.
2519          *
2520          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2521          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2522          * allocator run every time an allocation is made.
2523          */
2524         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2525                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2526                                     GFP_KERNEL);
2527
2528         /*
2529          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2530          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2531          */
2532         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2533                                                mem_find_max_overage(memcg));
2534
2535         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2536                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2537
2538         /*
2539          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2540          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2541          * extremely slowly.
2542          */
2543         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2544
2545         /*
2546          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2547          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2548          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2549          * been aggressively reclaimed enough yet.
2550          */
2551         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2552                 goto out;
2553
2554         /*
2555          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2556          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2557          * throttling.
2558          */
2559         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2560                 in_retry = true;
2561                 goto retry_reclaim;
2562         }
2563
2564         /*
2565          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2566          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2567          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2568          */
2569         psi_memstall_enter(&pflags);
2570         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2571         psi_memstall_leave(&pflags);
2572
2573 out:
2574         css_put(&memcg->css);
2575 }
2576
2577 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2578                         unsigned int nr_pages)
2579 {
2580         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2581         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2582         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2583         struct page_counter *counter;
2584         enum oom_status oom_status;
2585         unsigned long nr_reclaimed;
2586         bool may_swap = true;
2587         bool drained = false;
2588         unsigned long pflags;
2589
2590 retry:
2591         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2592                 return 0;
2593
2594         if (!do_memsw_account() ||
2595             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2596                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2597                         goto done_restock;
2598                 if (do_memsw_account())
2599                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2600                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2601         } else {
2602                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2603                 may_swap = false;
2604         }
2605
2606         if (batch > nr_pages) {
2607                 batch = nr_pages;
2608                 goto retry;
2609         }
2610
2611         /*
2612          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2613          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2614          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2615          * and let these go through as privileged allocations.
2616          */
2617         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2618                 goto force;
2619
2620         /*
2621          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2622          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2623          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2624          * free their memory.
2625          */
2626         if (unlikely(should_force_charge()))
2627                 goto force;
2628
2629         /*
2630          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2631          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2632          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2633          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2634          */
2635         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2636                 goto force;
2637
2638         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2639                 goto nomem;
2640
2641         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2642                 goto nomem;
2643
2644         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2645
2646         psi_memstall_enter(&pflags);
2647         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2648                                                     gfp_mask, may_swap);
2649         psi_memstall_leave(&pflags);
2650
2651         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2652                 goto retry;
2653
2654         if (!drained) {
2655                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2656                 drained = true;
2657                 goto retry;
2658         }
2659
2660         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2661                 goto nomem;
2662         /*
2663          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2664          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2665          * before killing the task.
2666          *
2667          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2668          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2669          * to regular pages anyway in case of failure.
2670          */
2671         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2672                 goto retry;
2673         /*
2674          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2675          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2676          */
2677         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2678                 goto retry;
2679
2680         if (nr_retries--)
2681                 goto retry;
2682
2683         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2684                 goto nomem;
2685
2686         if (fatal_signal_pending(current))
2687                 goto force;
2688
2689         /*
2690          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2691          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2692          * couldn't make any progress.
2693          */
2694         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2695                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2696         switch (oom_status) {
2697         case OOM_SUCCESS:
2698                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2699                 goto retry;
2700         case OOM_FAILED:
2701                 goto force;
2702         default:
2703                 goto nomem;
2704         }
2705 nomem:
2706         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2707                 return -ENOMEM;
2708 force:
2709         /*
2710          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2711          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2712          * temporarily by force charging it.
2713          */
2714         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2715         if (do_memsw_account())
2716                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2717
2718         return 0;
2719
2720 done_restock:
2721         if (batch > nr_pages)
2722                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2723
2724         /*
2725          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2726          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2727          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2728          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2729          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2730          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2731          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2732          */
2733         do {
2734                 bool mem_high, swap_high;
2735
2736                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2737                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2738                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2739                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2740
2741                 /* Don't bother a random interrupted task */
2742                 if (in_interrupt()) {
2743                         if (mem_high) {
2744                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2745                                 break;
2746                         }
2747                         continue;
2748                 }
2749
2750                 if (mem_high || swap_high) {
2751                         /*
2752                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2753                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2754                          * of the memory or swap footprints.
2755                          *
2756                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2757                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2758                          * based on how much each task is actually allocating.
2759                          */
2760                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2761                         set_notify_resume(current);
2762                         break;
2763                 }
2764         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2765
2766         return 0;
2767 }
2768
2769 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2770                              unsigned int nr_pages)
2771 {
2772         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2773                 return 0;
2774
2775         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2776 }
2777
2778 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2779 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2780 {
2781         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2782                 return;
2783
2784         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2785         if (do_memsw_account())
2786                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2787 }
2788 #endif
2789
2790 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2791 {
2792         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2793         /*
2794          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2795          *
2796          * - the page lock
2797          * - LRU isolation
2798          * - lock_page_memcg()
2799          * - exclusive reference
2800          */
2801         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2802 }
2803
2804 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2805 {
2806         struct mem_cgroup *memcg;
2807
2808         rcu_read_lock();
2809 retry:
2810         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2811         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2812                 goto retry;
2813         rcu_read_unlock();
2814
2815         return memcg;
2816 }
2817
2818 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2819 /*
2820  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2821  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2822  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2823  */
2824 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2825
2826 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2827                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2828 {
2829         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2830         unsigned long memcg_data;
2831         void *vec;
2832
2833         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2834         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2835                            page_to_nid(page));
2836         if (!vec)
2837                 return -ENOMEM;
2838
2839         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2840         if (new_page) {
2841                 /*
2842                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2843                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2844                  * memcg_data can be simply assigned.
2845                  */
2846                 page->memcg_data = memcg_data;
2847         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2848                 /*
2849                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2850                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2851                  * objcg vector should be reused.
2852                  */
2853                 kfree(vec);
2854                 return 0;
2855         }
2856
2857         kmemleak_not_leak(vec);
2858         return 0;
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2863  *
2864  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2865  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2866  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2867  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2868  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2869  *
2870  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2871  * cgroup_mutex, etc.
2872  */
2873 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2874 {
2875         struct page *page;
2876
2877         if (mem_cgroup_disabled())
2878                 return NULL;
2879
2880         page = virt_to_head_page(p);
2881
2882         /*
2883          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2884          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2885          * the page->obj_cgroups.
2886          */
2887         if (page_objcgs_check(page)) {
2888                 struct obj_cgroup *objcg;
2889                 unsigned int off;
2890
2891                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2892                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2893                 if (objcg)
2894                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2895
2896                 return NULL;
2897         }
2898
2899         /*
2900          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2901          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2902          * at that moment, but it can be set concurrently.
2903          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2904          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2905          */
2906         return page_memcg_check(page);
2907 }
2908
2909 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2910 {
2911         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2912         struct mem_cgroup *memcg;
2913
2914         if (memcg_kmem_bypass())
2915                 return NULL;
2916
2917         rcu_read_lock();
2918         if (unlikely(active_memcg()))
2919                 memcg = active_memcg();
2920         else
2921                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2922
2923         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2924                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2925                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2926                         break;
2927                 objcg = NULL;
2928         }
2929         rcu_read_unlock();
2930
2931         return objcg;
2932 }
2933
2934 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2935 {
2936         int id, size;
2937         int err;
2938
2939         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2940                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2941         if (id < 0)
2942                 return id;
2943
2944         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2945                 return id;
2946
2947         /*
2948          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2949          * so we have to grow them.
2950          */
2951         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2952
2953         size = 2 * (id + 1);
2954         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2955                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2956         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2957                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2958
2959         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2960         if (!err)
2961                 memcg_nr_cache_ids = size;
2962
2963         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2964
2965         if (err) {
2966                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2967                 return err;
2968         }
2969         return id;
2970 }
2971
2972 static void memcg_free_cache_id(int id)
2973 {
2974         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2975 }
2976
2977 /*
2978  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2979  * @objcg: object cgroup to uncharge
2980  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2981  */
2982 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2983                                       unsigned int nr_pages)
2984 {
2985         struct mem_cgroup *memcg;
2986
2987         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2988
2989         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2990                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2991         refill_stock(memcg, nr_pages);
2992
2993         css_put(&memcg->css);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2998  * @objcg: object cgroup to charge
2999  * @gfp: reclaim mode
3000  * @nr_pages: number of pages to charge
3001  *
3002  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3003  */
3004 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3005                                    unsigned int nr_pages)
3006 {
3007         struct page_counter *counter;
3008         struct mem_cgroup *memcg;
3009         int ret;
3010
3011         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3012
3013         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3014         if (ret)
3015                 goto out;
3016
3017         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3018             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3019
3020                 /*
3021                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3022                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3023                  * handling code.
3024                  */
3025                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3026                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3027                         goto out;
3028                 }
3029                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3030                 ret = -ENOMEM;
3031         }
3032 out:
3033         css_put(&memcg->css);
3034
3035         return ret;
3036 }
3037
3038 /**
3039  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3040  * @page: page to charge
3041  * @gfp: reclaim mode
3042  * @order: allocation order
3043  *
3044  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3045  */
3046 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3047 {
3048         struct obj_cgroup *objcg;
3049         int ret = 0;
3050
3051         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3052         if (objcg) {
3053                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3054                 if (!ret) {
3055                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3056                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3057                         return 0;
3058                 }
3059                 obj_cgroup_put(objcg);
3060         }
3061         return ret;
3062 }
3063
3064 /**
3065  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3066  * @page: page to uncharge
3067  * @order: allocation order
3068  */
3069 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3070 {
3071         struct obj_cgroup *objcg;
3072         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3073
3074         if (!PageMemcgKmem(page))
3075                 return;
3076
3077         objcg = __page_objcg(page);
3078         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3079         page->memcg_data = 0;
3080         obj_cgroup_put(objcg);
3081 }
3082
3083 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3084                      enum node_stat_item idx, int nr)
3085 {
3086         unsigned long flags;
3087         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3088         int *bytes;
3089
3090         /*
3091          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3092          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3093          * changes.
3094          */
3095         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3096                 drain_obj_stock(stock);
3097                 obj_cgroup_get(objcg);
3098                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3099                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3100                 stock->cached_objcg = objcg;
3101                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3102         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3103                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3104                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3105                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3106                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3107                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3108                 }
3109                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3110                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3111                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3112                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3113                 }
3114                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3115         }
3116
3117         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3118                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3119         /*
3120          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3121          * cached locally at least once before pushing it out.
3122          */
3123         if (!*bytes) {
3124                 *bytes = nr;
3125                 nr = 0;
3126         } else {
3127                 *bytes += nr;
3128                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3129                         nr = *bytes;
3130                         *bytes = 0;
3131                 } else {
3132                         nr = 0;
3133                 }
3134         }
3135         if (nr)
3136                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3137
3138         put_obj_stock(flags);
3139 }
3140
3141 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3142 {
3143         unsigned long flags;
3144         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3145         bool ret = false;
3146
3147         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3148                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3149                 ret = true;
3150         }
3151
3152         put_obj_stock(flags);
3153
3154         return ret;
3155 }
3156
3157 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3158 {
3159         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3160
3161         if (!old)
3162                 return;
3163
3164         if (stock->nr_bytes) {
3165                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3166                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3167
3168                 if (nr_pages)
3169                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3170
3171                 /*
3172                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3173                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3174                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3175                  * refill_obj_stock().
3176                  *
3177                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3178                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3179                  * so it might be changed in the future.
3180                  */
3181                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3182                 stock->nr_bytes = 0;
3183         }
3184
3185         /*
3186          * Flush the vmstat data in current stock
3187          */
3188         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3189                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3190                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3191                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3192                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3193                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3194                 }
3195                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3196                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3197                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3198                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3199                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3200                 }
3201                 stock->cached_pgdat = NULL;
3202         }
3203
3204         obj_cgroup_put(old);
3205         stock->cached_objcg = NULL;
3206 }
3207
3208 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3209                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3210 {
3211         struct mem_cgroup *memcg;
3212
3213         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3214                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3215                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3216                         return true;
3217         }
3218         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3219                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3220                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3221                         return true;
3222         }
3223
3224         return false;
3225 }
3226
3227 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3228                              bool allow_uncharge)
3229 {
3230         unsigned long flags;
3231         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3232         unsigned int nr_pages = 0;
3233
3234         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3235                 drain_obj_stock(stock);
3236                 obj_cgroup_get(objcg);
3237                 stock->cached_objcg = objcg;
3238                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3239                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3240                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3241         }
3242         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3243
3244         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3245                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3246                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3247         }
3248
3249         put_obj_stock(flags);
3250
3251         if (nr_pages)
3252                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3253 }
3254
3255 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3256 {
3257         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3258         int ret;
3259
3260         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3261                 return 0;
3262
3263         /*
3264          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3265          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3266          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3267          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3268          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3269          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3270          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3271          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3272          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3273          *
3274          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3275          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3276          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3277          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3278          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3279          * page uncharge right after a page charge, we set the
3280          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3281          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3282          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3283          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3284          * race.
3285          */
3286         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3287         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3288
3289         if (nr_bytes)
3290                 nr_pages += 1;
3291
3292         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3293         if (!ret && nr_bytes)
3294                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3295
3296         return ret;
3297 }
3298
3299 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3300 {
3301         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3302 }
3303
3304 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3305
3306 /*
3307  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3308  */
3309 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3310 {
3311         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3312         int i;
3313
3314         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3315                 return;
3316
3317         for (i = 1; i < nr; i++)
3318                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3319
3320         if (PageMemcgKmem(head))
3321                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3322         else
3323                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3324 }
3325
3326 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3327 /**
3328  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3329  * @entry: swap entry to be moved
3330  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3331  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3332  *
3333  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3334  * as the mem_cgroup's id of @from.
3335  *
3336  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3337  *
3338  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3339  * both res and memsw, and called css_get().
3340  */
3341 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3342                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3343 {
3344         unsigned short old_id, new_id;
3345
3346         old_id = mem_cgroup_id(from);
3347         new_id = mem_cgroup_id(to);
3348
3349         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3350                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3351                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3352                 return 0;
3353         }
3354         return -EINVAL;
3355 }
3356 #else
3357 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3358                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3359 {
3360         return -EINVAL;
3361 }
3362 #endif
3363
3364 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3365
3366 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3367                                  unsigned long max, bool memsw)
3368 {
3369         bool enlarge = false;
3370         bool drained = false;
3371         int ret;
3372         bool limits_invariant;
3373         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3374
3375         do {
3376                 if (signal_pending(current)) {
3377                         ret = -EINTR;
3378                         break;
3379                 }
3380
3381                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3382                 /*
3383                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3384                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3385                  */
3386                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3387                                            max <= memcg->memsw.max;
3388                 if (!limits_invariant) {
3389                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3390                         ret = -EINVAL;
3391                         break;
3392                 }
3393                 if (max > counter->max)
3394                         enlarge = true;
3395                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3396                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3397
3398                 if (!ret)
3399                         break;
3400
3401                 if (!drained) {
3402                         drain_all_stock(memcg);
3403                         drained = true;
3404                         continue;
3405                 }
3406
3407                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3408                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3409                         ret = -EBUSY;
3410                         break;
3411                 }
3412         } while (true);
3413
3414         if (!ret && enlarge)
3415                 memcg_oom_recover(memcg);
3416
3417         return ret;
3418 }
3419
3420 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3421                                             gfp_t gfp_mask,
3422                                             unsigned long *total_scanned)
3423 {
3424         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3425         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3426         unsigned long reclaimed;
3427         int loop = 0;
3428         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3429         unsigned long excess;
3430         unsigned long nr_scanned;
3431
3432         if (order > 0)
3433                 return 0;
3434
3435         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3436
3437         /*
3438          * Do not even bother to check the largest node if the root
3439          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3440          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3441          */
3442         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3443                 return 0;
3444
3445         /*
3446          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3447          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3448          * pressure
3449          */
3450         do {
3451                 if (next_mz)
3452                         mz = next_mz;
3453                 else
3454                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3455                 if (!mz)
3456                         break;
3457
3458                 nr_scanned = 0;
3459                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3460                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3461                 nr_reclaimed += reclaimed;
3462                 *total_scanned += nr_scanned;
3463                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3464                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3465
3466                 /*
3467                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3468                  * it is time to move on to the next cgroup
3469                  */
3470                 next_mz = NULL;
3471                 if (!reclaimed)
3472                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3473
3474                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3475                 /*
3476                  * One school of thought says that we should not add
3477                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3478                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3479                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3480                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3481                  * term TODO.
3482                  */
3483                 /* If excess == 0, no tree ops */
3484                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3485                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3486                 css_put(&mz->memcg->css);
3487                 loop++;
3488                 /*
3489                  * Could not reclaim anything and there are no more
3490                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3491                  * reclaiming anything.
3492                  */
3493                 if (!nr_reclaimed &&
3494                         (next_mz == NULL ||
3495                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3496                         break;
3497         } while (!nr_reclaimed);
3498         if (next_mz)
3499                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3500         return nr_reclaimed;
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3505  *
3506  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3507  */
3508 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3509 {
3510         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3511
3512         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3513         lru_add_drain_all();
3514
3515         drain_all_stock(memcg);
3516
3517         /* try to free all pages in this cgroup */
3518         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3519                 int progress;
3520
3521                 if (signal_pending(current))
3522                         return -EINTR;
3523
3524                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3525                                                         GFP_KERNEL, true);
3526                 if (!progress) {
3527                         nr_retries--;
3528                         /* maybe some writeback is necessary */
3529                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3530                 }
3531
3532         }
3533
3534         return 0;
3535 }
3536
3537 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3538                                             char *buf, size_t nbytes,
3539                                             loff_t off)
3540 {
3541         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3542
3543         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3544                 return -EINVAL;
3545         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3546 }
3547
3548 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3549                                      struct cftype *cft)
3550 {
3551         return 1;
3552 }
3553
3554 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3555                                       struct cftype *cft, u64 val)
3556 {
3557         if (val == 1)
3558                 return 0;
3559
3560         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3561                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3562                      "depend on this functionality.\n");
3563
3564         return -EINVAL;
3565 }
3566
3567 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3568 {
3569         unsigned long val;
3570
3571         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3572                 cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3573                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3574                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3575                 if (swap)
3576                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3577         } else {
3578                 if (!swap)
3579                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3580                 else
3581                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3582         }
3583         return val;
3584 }
3585
3586 enum {
3587         RES_USAGE,
3588         RES_LIMIT,
3589         RES_MAX_USAGE,
3590         RES_FAILCNT,
3591         RES_SOFT_LIMIT,
3592 };
3593
3594 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3595                                struct cftype *cft)
3596 {
3597         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3598         struct page_counter *counter;
3599
3600         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3601         case _MEM:
3602                 counter = &memcg->memory;
3603                 break;
3604         case _MEMSWAP:
3605                 counter = &memcg->memsw;
3606                 break;
3607         case _KMEM:
3608                 counter = &memcg->kmem;
3609                 break;
3610         case _TCP:
3611                 counter = &memcg->tcpmem;
3612                 break;
3613         default:
3614                 BUG();
3615         }
3616
3617         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3618         case RES_USAGE:
3619                 if (counter == &memcg->memory)
3620                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3621                 if (counter == &memcg->memsw)
3622                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3623                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3624         case RES_LIMIT:
3625                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3626         case RES_MAX_USAGE:
3627                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3628         case RES_FAILCNT:
3629                 return counter->failcnt;
3630         case RES_SOFT_LIMIT:
3631                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3632         default:
3633                 BUG();
3634         }
3635 }
3636
3637 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3638 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3639 {
3640         struct obj_cgroup *objcg;
3641         int memcg_id;
3642
3643         if (cgroup_memory_nokmem)
3644                 return 0;
3645
3646         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3647         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3648
3649         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3650         if (memcg_id < 0)
3651                 return memcg_id;
3652
3653         objcg = obj_cgroup_alloc();
3654         if (!objcg) {
3655                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3656                 return -ENOMEM;
3657         }
3658         objcg->memcg = memcg;
3659         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3660
3661         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3662
3663         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3664         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3665
3666         return 0;
3667 }
3668
3669 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3670 {
3671         struct cgroup_subsys_state *css;
3672         struct mem_cgroup *parent, *child;
3673         int kmemcg_id;
3674
3675         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3676                 return;
3677
3678         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3679
3680         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3681         if (!parent)
3682                 parent = root_mem_cgroup;
3683
3684         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3685
3686         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3687         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3688
3689         /*
3690          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3691          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3692          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3693          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3694          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3695          * memcg_drain_all_list_lrus().
3696          */
3697         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3698         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3699                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3700                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3701                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3702         }
3703         rcu_read_unlock();
3704
3705         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3706
3707         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3708 }
3709
3710 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3713         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3714                 memcg_offline_kmem(memcg);
3715 }
3716 #else
3717 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3718 {
3719         return 0;
3720 }
3721 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3722 {
3723 }
3724 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3725 {
3726 }
3727 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3728
3729 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3730                                  unsigned long max)
3731 {
3732         int ret;
3733
3734         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3735         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3736         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3737         return ret;
3738 }
3739
3740 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3741 {
3742         int ret;
3743
3744         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3745
3746         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3747         if (ret)
3748                 goto out;
3749
3750         if (!memcg->tcpmem_active) {
3751                 /*
3752                  * The active flag needs to be written after the static_key
3753                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3754                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3755                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3756                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3757                  *
3758                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3759                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3760                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3761                  * yet, we'll lose accounting.
3762                  *
3763                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3764                  * because when this value change, the code to process it is not
3765                  * patched in yet.
3766                  */
3767                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3768                 memcg->tcpmem_active = true;
3769         }
3770 out:
3771         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3772         return ret;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * The user of this function is...
3777  * RES_LIMIT.
3778  */
3779 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3780                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3781 {
3782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3783         unsigned long nr_pages;
3784         int ret;
3785
3786         buf = strstrip(buf);
3787         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3788         if (ret)
3789                 return ret;
3790
3791         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3792         case RES_LIMIT:
3793                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3794                         ret = -EINVAL;
3795                         break;
3796                 }
3797                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3798                 case _MEM:
3799                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3800                         break;
3801                 case _MEMSWAP:
3802                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3803                         break;
3804                 case _KMEM:
3805                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3806                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3807                                      "depend on this functionality.\n");
3808                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3809                         break;
3810                 case _TCP:
3811                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3812                         break;
3813                 }
3814                 break;
3815         case RES_SOFT_LIMIT:
3816                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3817                 ret = 0;
3818                 break;
3819         }
3820         return ret ?: nbytes;
3821 }
3822
3823 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3824                                 size_t nbytes, loff_t off)
3825 {
3826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3827         struct page_counter *counter;
3828
3829         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3830         case _MEM:
3831                 counter = &memcg->memory;
3832                 break;
3833         case _MEMSWAP:
3834                 counter = &memcg->memsw;
3835                 break;
3836         case _KMEM:
3837                 counter = &memcg->kmem;
3838                 break;
3839         case _TCP:
3840                 counter = &memcg->tcpmem;
3841                 break;
3842         default:
3843                 BUG();
3844         }
3845
3846         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3847         case RES_MAX_USAGE:
3848                 page_counter_reset_watermark(counter);
3849                 break;
3850         case RES_FAILCNT:
3851                 counter->failcnt = 0;
3852                 break;
3853         default:
3854                 BUG();
3855         }
3856
3857         return nbytes;
3858 }
3859
3860 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3861                                         struct cftype *cft)
3862 {
3863         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3864 }
3865
3866 #ifdef CONFIG_MMU
3867 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3868                                         struct cftype *cft, u64 val)
3869 {
3870         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3871
3872         if (val & ~MOVE_MASK)
3873                 return -EINVAL;
3874
3875         /*
3876          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3877          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3878          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3879          * affect task migrations starting after the change.
3880          */
3881         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3882         return 0;
3883 }
3884 #else
3885 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3886                                         struct cftype *cft, u64 val)
3887 {
3888         return -ENOSYS;
3889 }
3890 #endif
3891
3892 #ifdef CONFIG_NUMA
3893
3894 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3895 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3896 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3897
3898 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3899                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3900 {
3901         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3902         unsigned long nr = 0;
3903         enum lru_list lru;
3904
3905         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3906
3907         for_each_lru(lru) {
3908                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3909                         continue;
3910                 if (tree)
3911                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3912                 else
3913                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3914         }
3915         return nr;
3916 }
3917
3918 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3919                                              unsigned int lru_mask,
3920                                              bool tree)
3921 {
3922         unsigned long nr = 0;
3923         enum lru_list lru;
3924
3925         for_each_lru(lru) {
3926                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3927                         continue;
3928                 if (tree)
3929                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3930                 else
3931                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3932         }
3933         return nr;
3934 }
3935
3936 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3937 {
3938         struct numa_stat {
3939                 const char *name;
3940                 unsigned int lru_mask;
3941         };
3942
3943         static const struct numa_stat stats[] = {
3944                 { "total", LRU_ALL },
3945                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3946                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3947                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3948         };
3949         const struct numa_stat *stat;
3950         int nid;
3951         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3952
3953         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3954
3955         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3956                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3957                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3958                                                    false));
3959                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3960                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3961                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3962                                                         stat->lru_mask, false));
3963                 seq_putc(m, '\n');
3964         }
3965
3966         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3967
3968                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3969                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3970                                                    true));
3971                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3972                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3973                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3974                                                         stat->lru_mask, true));
3975                 seq_putc(m, '\n');
3976         }
3977
3978         return 0;
3979 }
3980 #endif /* CONFIG_NUMA */
3981
3982 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3983         NR_FILE_PAGES,
3984         NR_ANON_MAPPED,
3985 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3986         NR_ANON_THPS,
3987 #endif
3988         NR_SHMEM,
3989         NR_FILE_MAPPED,
3990         NR_FILE_DIRTY,
3991         NR_WRITEBACK,
3992         MEMCG_SWAP,
3993 };
3994
3995 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3996         "cache",
3997         "rss",
3998 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3999         "rss_huge",
4000 #endif
4001         "shmem",
4002         "mapped_file",
4003         "dirty",
4004         "writeback",
4005         "swap",
4006 };
4007
4008 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4009 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4010         PGPGIN,
4011         PGPGOUT,
4012         PGFAULT,
4013         PGMAJFAULT,
4014 };
4015
4016 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4017 {
4018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4019         unsigned long memory, memsw;
4020         struct mem_cgroup *mi;
4021         unsigned int i;
4022
4023         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4024
4025         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
4026
4027         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4028                 unsigned long nr;
4029
4030                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4031                         continue;
4032                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4033                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4034         }
4035
4036         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4037                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4038                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4039
4040         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4041                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4042                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4043                            PAGE_SIZE);
4044
4045         /* Hierarchical information */
4046         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4047         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4048                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4049                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4050         }
4051         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4052                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4053         if (do_memsw_account())
4054                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4055                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4056
4057         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4058                 unsigned long nr;
4059
4060                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4061                         continue;
4062                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4063                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4064                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4065         }
4066
4067         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4068                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4069                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4070                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4071
4072         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4073                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4074                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4075                            PAGE_SIZE);
4076
4077 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4078         {
4079                 pg_data_t *pgdat;
4080                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4081                 unsigned long anon_cost = 0;
4082                 unsigned long file_cost = 0;
4083
4084                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4085                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4086
4087                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4088                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4089                 }
4090                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4091                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4092         }
4093 #endif
4094
4095         return 0;
4096 }
4097
4098 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4099                                       struct cftype *cft)
4100 {
4101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4102
4103         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4104 }
4105
4106 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4107                                        struct cftype *cft, u64 val)
4108 {
4109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4110
4111         if (val > 100)
4112                 return -EINVAL;
4113
4114         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4115                 memcg->swappiness = val;
4116         else
4117                 vm_swappiness = val;
4118
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4123 {
4124         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4125         unsigned long usage;
4126         int i;
4127
4128         rcu_read_lock();
4129         if (!swap)
4130                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4131         else
4132                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4133
4134         if (!t)
4135                 goto unlock;
4136
4137         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4138
4139         /*
4140          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4141          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4142          * call of __mem_cgroup_threshold().
4143          */
4144         i = t->current_threshold;
4145
4146         /*
4147          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4148          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4149          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4150          * only one element of the array here.
4151          */
4152         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4153                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4154
4155         /* i = current_threshold + 1 */
4156         i++;
4157
4158         /*
4159          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4160          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4161          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4162          * only one element of the array here.
4163          */
4164         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4165                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4166
4167         /* Update current_threshold */
4168         t->current_threshold = i - 1;
4169 unlock:
4170         rcu_read_unlock();
4171 }
4172
4173 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4174 {
4175         while (memcg) {
4176                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4177                 if (do_memsw_account())
4178                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4179
4180                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4181         }
4182 }
4183
4184 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4185 {
4186         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4187         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4188
4189         if (_a->threshold > _b->threshold)
4190                 return 1;
4191
4192         if (_a->threshold < _b->threshold)
4193                 return -1;
4194
4195         return 0;
4196 }
4197
4198 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4199 {
4200         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4201
4202         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4203
4204         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4205                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4206
4207         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4208         return 0;
4209 }
4210
4211 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4212 {
4213         struct mem_cgroup *iter;
4214
4215         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4216                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4217 }
4218
4219 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4220         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4221 {
4222         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4223         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4224         unsigned long threshold;
4225         unsigned long usage;
4226         int i, size, ret;
4227
4228         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4229         if (ret)
4230                 return ret;
4231
4232         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4233
4234         if (type == _MEM) {
4235                 thresholds = &memcg->thresholds;
4236                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4237         } else if (type == _MEMSWAP) {
4238                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4239                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4240         } else
4241                 BUG();
4242
4243         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4244         if (thresholds->primary)
4245                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4246
4247         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4248
4249         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4250         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4251         if (!new) {
4252                 ret = -ENOMEM;
4253                 goto unlock;
4254         }
4255         new->size = size;
4256
4257         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4258         if (thresholds->primary)
4259                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4260                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4261
4262         /* Add new threshold */
4263         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4264         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4265
4266         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4267         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4268                         compare_thresholds, NULL);
4269
4270         /* Find current threshold */
4271         new->current_threshold = -1;
4272         for (i = 0; i < size; i++) {
4273                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4274                         /*
4275                          * new->current_threshold will not be used until
4276                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4277                          * it here.
4278                          */
4279                         ++new->current_threshold;
4280                 } else
4281                         break;
4282         }
4283
4284         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4285         kfree(thresholds->spare);
4286         thresholds->spare = thresholds->primary;
4287
4288         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4289
4290         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4291         synchronize_rcu();
4292
4293 unlock:
4294         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4295
4296         return ret;
4297 }
4298
4299 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4300         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4301 {
4302         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4303 }
4304
4305 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4306         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4307 {
4308         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4309 }
4310
4311 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4312         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4313 {
4314         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4315         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4316         unsigned long usage;
4317         int i, j, size, entries;
4318
4319         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4320
4321         if (type == _MEM) {
4322                 thresholds = &memcg->thresholds;
4323                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4324         } else if (type == _MEMSWAP) {
4325                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4326                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4327         } else
4328                 BUG();
4329
4330         if (!thresholds->primary)
4331                 goto unlock;
4332
4333         /* Check if a threshold crossed before removing */
4334         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4335
4336         /* Calculate new number of threshold */
4337         size = entries = 0;
4338         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4339                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4340                         size++;
4341                 else
4342                         entries++;
4343         }
4344
4345         new = thresholds->spare;
4346
4347         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4348         if (!entries)
4349                 goto unlock;
4350
4351         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4352         if (!size) {
4353                 kfree(new);
4354                 new = NULL;
4355                 goto swap_buffers;
4356         }
4357
4358         new->size = size;
4359
4360         /* Copy thresholds and find current threshold */
4361         new->current_threshold = -1;
4362         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4363                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4364                         continue;
4365
4366                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4367                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4368                         /*
4369                          * new->current_threshold will not be used
4370                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4371                          * it here.
4372                          */
4373                         ++new->current_threshold;
4374                 }
4375                 j++;
4376         }
4377
4378 swap_buffers:
4379         /* Swap primary and spare array */
4380         thresholds->spare = thresholds->primary;
4381
4382         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4383
4384         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4385         synchronize_rcu();
4386
4387         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4388         if (!new) {
4389                 kfree(thresholds->spare);
4390                 thresholds->spare = NULL;
4391         }
4392 unlock:
4393         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4394 }
4395
4396 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4397         struct eventfd_ctx *eventfd)
4398 {
4399         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4400 }
4401
4402 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4403         struct eventfd_ctx *eventfd)
4404 {
4405         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4406 }
4407
4408 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4409         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4410 {
4411         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4412
4413         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4414         if (!event)
4415                 return -ENOMEM;
4416
4417         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4418
4419         event->eventfd = eventfd;
4420         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4421
4422         /* already in OOM ? */
4423         if (memcg->under_oom)
4424                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4425         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4426
4427         return 0;
4428 }
4429
4430 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4431         struct eventfd_ctx *eventfd)
4432 {
4433         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4434
4435         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4436
4437         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4438                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4439                         list_del(&ev->list);
4440                         kfree(ev);
4441                 }
4442         }
4443
4444         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4445 }
4446
4447 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4450
4451         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4452         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4453         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4454                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4455         return 0;
4456 }
4457
4458 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4459         struct cftype *cft, u64 val)
4460 {
4461         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4462
4463         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4464         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4465                 return -EINVAL;
4466
4467         memcg->oom_kill_disable = val;
4468         if (!val)
4469                 memcg_oom_recover(memcg);
4470
4471         return 0;
4472 }
4473
4474 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4475
4476 #include <trace/events/writeback.h>
4477
4478 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4479 {
4480         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4481 }
4482
4483 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4484 {
4485         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4486 }
4487
4488 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4489 {
4490         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4491 }
4492
4493 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4494 {
4495         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4496
4497         if (!memcg->css.parent)
4498                 return NULL;
4499
4500         return &memcg->cgwb_domain;
4501 }
4502
4503 /**
4504  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4505  * @wb: bdi_writeback in question
4506  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4507  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4508  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4509  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4510  *
4511  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4512  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4513  * is a bit more involved.
4514  *
4515  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4516  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4517  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4518  * available memory in the system.  The caller should further cap
4519  * *@pheadroom accordingly.
4520  */
4521 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4522                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4523                          unsigned long *pwriteback)
4524 {
4525         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4526         struct mem_cgroup *parent;
4527
4528         cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
4529
4530         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4531         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4532         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4533                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4534
4535         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4536         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4537                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4538                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4539                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4540
4541                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4542                 memcg = parent;
4543         }
4544 }
4545
4546 /*
4547  * Foreign dirty flushing
4548  *
4549  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4550  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4551  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4552  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4553  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4554  * different cgroups isn't a common use-case.
4555  *
4556  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4557  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4558  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4559  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4560  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4561  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4562  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4563  * make writeback of the dirty pages happen.
4564  *
4565  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4566  * severely throttled after making some progress after each
4567  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4568  * completely idle.
4569  *
4570  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4571  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4572  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4573  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4574  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4575  *
4576  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4577  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4578  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4579  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4580  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4581  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4582  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4583  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4584  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4585  *
4586  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4587  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4588  * records are lockless and racy.
4589  */
4590 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4591                                              struct bdi_writeback *wb)
4592 {
4593         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4594         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4595         u64 now = get_jiffies_64();
4596         u64 oldest_at = now;
4597         int oldest = -1;
4598         int i;
4599
4600         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4601
4602         /*
4603          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4604          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4605          * written out.
4606          */
4607         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4608                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4609                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4610                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4611                         break;
4612                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4613                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4614                         oldest = i;
4615                         oldest_at = frn->at;
4616                 }
4617         }
4618
4619         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4620                 /*
4621                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4622                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4623                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4624                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4625                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4626                  */
4627                 unsigned long update_intv =
4628                         min_t(unsigned long, HZ,
4629                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4630
4631                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4632                         frn->at = now;
4633         } else if (oldest >= 0) {
4634                 /* replace the oldest free one */
4635                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4636                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4637                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4638                 frn->at = now;
4639         }
4640 }
4641
4642 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4643 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4644 {
4645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4646         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4647         u64 now = jiffies_64;
4648         int i;
4649
4650         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4651                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4652
4653                 /*
4654                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4655                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4656                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4657                  * already one in flight.
4658                  */
4659                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4660                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4661                         frn->at = 0;
4662                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4663                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4664                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4665                                                &frn->done);
4666                 }
4667         }
4668 }
4669
4670 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4671
4672 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4673 {
4674         return 0;
4675 }
4676
4677 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4678 {
4679 }
4680
4681 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4682 {
4683 }
4684
4685 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4686
4687 /*
4688  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4689  *
4690  * "cgroup.event_control" implementation.
4691  *
4692  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4693  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4694  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4695  *
4696  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4697  * possible.
4698  */
4699
4700 /*
4701  * Unregister event and free resources.
4702  *
4703  * Gets called from workqueue.
4704  */
4705 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4706 {
4707         struct mem_cgroup_event *event =
4708                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4709         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4710
4711         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4712
4713         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4714
4715         /* Notify userspace the event is going away. */
4716         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4717
4718         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4719         kfree(event);
4720         css_put(&memcg->css);
4721 }
4722
4723 /*
4724  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4725  *
4726  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4727  */
4728 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4729                             int sync, void *key)
4730 {
4731         struct mem_cgroup_event *event =
4732                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4733         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4734         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4735
4736         if (flags & EPOLLHUP) {
4737                 /*
4738                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4739                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4740                  * for us.
4741                  *
4742                  * We can't race against event freeing since the other
4743                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4744                  * which we hold.
4745                  */
4746                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4747                 if (!list_empty(&event->list)) {
4748                         list_del_init(&event->list);
4749                         /*
4750                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4751                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4752                          */
4753                         schedule_work(&event->remove);
4754                 }
4755                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4756         }
4757
4758         return 0;
4759 }
4760
4761 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4762                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4763 {
4764         struct mem_cgroup_event *event =
4765                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4766
4767         event->wqh = wqh;
4768         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4769 }
4770
4771 /*
4772  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4773  *
4774  * Parse input and register new cgroup event handler.
4775  *
4776  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4777  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4778  */
4779 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4780                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4781 {
4782         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4783         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4784         struct mem_cgroup_event *event;
4785         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4786         unsigned int efd, cfd;
4787         struct fd efile;
4788         struct fd cfile;
4789         const char *name;
4790         char *endp;
4791         int ret;
4792
4793         buf = strstrip(buf);
4794
4795         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4796         if (*endp != ' ')
4797                 return -EINVAL;
4798         buf = endp + 1;
4799
4800         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4801         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4802                 return -EINVAL;
4803         buf = endp + 1;
4804
4805         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4806         if (!event)
4807                 return -ENOMEM;
4808
4809         event->memcg = memcg;
4810         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4811         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4812         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4813         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4814
4815         efile = fdget(efd);
4816         if (!efile.file) {
4817                 ret = -EBADF;
4818                 goto out_kfree;
4819         }
4820
4821         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4822         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4823                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4824                 goto out_put_efile;
4825         }
4826
4827         cfile = fdget(cfd);
4828         if (!cfile.file) {
4829                 ret = -EBADF;
4830                 goto out_put_eventfd;
4831         }
4832
4833         /* the process need read permission on control file */
4834         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4835         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4836         if (ret < 0)
4837                 goto out_put_cfile;
4838
4839         /*
4840          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4841          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4842          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4843          * is for compatibility anyway.
4844          *
4845          * DO NOT ADD NEW FILES.
4846          */
4847         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4848
4849         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4850                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4851                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4852         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4853                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4854                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4855         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4856                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4857                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4858         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4859                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4860                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4861         } else {
4862                 ret = -EINVAL;
4863                 goto out_put_cfile;
4864         }
4865
4866         /*
4867          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4868          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4869          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4870          */
4871         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4872                                                &memory_cgrp_subsys);
4873         ret = -EINVAL;
4874         if (IS_ERR(cfile_css))
4875                 goto out_put_cfile;
4876         if (cfile_css != css) {
4877                 css_put(cfile_css);
4878                 goto out_put_cfile;
4879         }
4880
4881         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4882         if (ret)
4883                 goto out_put_css;
4884
4885         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4886
4887         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4888         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4889         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4890
4891         fdput(cfile);
4892         fdput(efile);
4893
4894         return nbytes;
4895
4896 out_put_css:
4897         css_put(css);
4898 out_put_cfile:
4899         fdput(cfile);
4900 out_put_eventfd:
4901         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4902 out_put_efile:
4903         fdput(efile);
4904 out_kfree:
4905         kfree(event);
4906
4907         return ret;
4908 }
4909
4910 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4911         {
4912                 .name = "usage_in_bytes",
4913                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4914                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4915         },
4916         {
4917                 .name = "max_usage_in_bytes",
4918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4919                 .write = mem_cgroup_reset,
4920                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4921         },
4922         {
4923                 .name = "limit_in_bytes",
4924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4925                 .write = mem_cgroup_write,
4926                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4927         },
4928         {
4929                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4931                 .write = mem_cgroup_write,
4932                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4933         },
4934         {
4935                 .name = "failcnt",
4936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4937                 .write = mem_cgroup_reset,
4938                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4939         },
4940         {
4941                 .name = "stat",
4942                 .seq_show = memcg_stat_show,
4943         },
4944         {
4945                 .name = "force_empty",
4946                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4947         },
4948         {
4949                 .name = "use_hierarchy",
4950                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4951                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4952         },
4953         {
4954                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4955                 .write = memcg_write_event_control,
4956                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4957         },
4958         {
4959                 .name = "swappiness",
4960                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4961                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4965                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4966                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4967         },
4968         {
4969                 .name = "oom_control",
4970                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4971                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4973         },
4974         {
4975                 .name = "pressure_level",
4976         },
4977 #ifdef CONFIG_NUMA
4978         {
4979                 .name = "numa_stat",
4980                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4981         },
4982 #endif
4983         {
4984                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4986                 .write = mem_cgroup_write,
4987                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4988         },
4989         {
4990                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4992                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4993         },
4994         {
4995                 .name = "kmem.failcnt",
4996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4997                 .write = mem_cgroup_reset,
4998                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4999         },
5000         {
5001                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5002                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5003                 .write = mem_cgroup_reset,
5004                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5005         },
5006 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5007         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5008         {
5009                 .name = "kmem.slabinfo",
5010                 .seq_show = memcg_slab_show,
5011         },
5012 #endif
5013         {
5014                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5016                 .write = mem_cgroup_write,
5017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5018         },
5019         {
5020                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5027                 .write = mem_cgroup_reset,
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030         {
5031                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5033                 .write = mem_cgroup_reset,
5034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5035         },
5036         { },    /* terminate */
5037 };
5038
5039 /*
5040  * Private memory cgroup IDR
5041  *
5042  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5043  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5044  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5045  * memory-controlled cgroups to 64k.
5046  *
5047  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5048  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5049  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5050  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5051  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5052  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5053  *
5054  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5055  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5056  * when the CSS is offlined.
5057  *
5058  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5059  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5060  * those references are manageable from userspace.
5061  */
5062
5063 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5064
5065 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5066 {
5067         if (memcg->id.id > 0) {
5068                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5069                 memcg->id.id = 0;
5070         }
5071 }
5072
5073 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5074                                                   unsigned int n)
5075 {
5076         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5077 }
5078
5079 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5080 {
5081         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5082                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5083
5084                 /* Memcg ID pins CSS */
5085                 css_put(&memcg->css);
5086         }
5087 }
5088
5089 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5090 {
5091         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5092 }
5093
5094 /**
5095  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5096  * @id: the memcg id to look up
5097  *
5098  * Caller must hold rcu_read_lock().
5099  */
5100 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5101 {
5102         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5103         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5104 }
5105
5106 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5107 {
5108         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5109         int tmp = node;
5110         /*
5111          * This routine is called against possible nodes.
5112          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5113          *
5114          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5115          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5116          *       function.
5117          */
5118         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5119                 tmp = -1;
5120         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5121         if (!pn)
5122                 return 1;
5123
5124         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5125                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5126         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5127                 kfree(pn);
5128                 return 1;
5129         }
5130
5131         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5132                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5133         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5134                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5135                 kfree(pn);
5136                 return 1;
5137         }
5138
5139         lruvec_init(&pn->lruvec);
5140         pn->usage_in_excess = 0;
5141         pn->on_tree = false;
5142         pn->memcg = memcg;
5143
5144         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5145         return 0;
5146 }
5147
5148 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5149 {
5150         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5151
5152         if (!pn)
5153                 return;
5154
5155         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5156         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5157         kfree(pn);
5158 }
5159
5160 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5161 {
5162         int node;
5163
5164         for_each_node(node)
5165                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5166         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5167         kfree(memcg);
5168 }
5169
5170 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5171 {
5172         int cpu;
5173
5174         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5175         /*
5176          * Flush percpu lruvec stats to guarantee the value
5177          * correctness on parent's and all ancestor levels.
5178          */
5179         for_each_online_cpu(cpu)
5180                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
5181         __mem_cgroup_free(memcg);
5182 }
5183
5184 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5185 {
5186         struct mem_cgroup *memcg;
5187         unsigned int size;
5188         int node;
5189         int __maybe_unused i;
5190         long error = -ENOMEM;
5191
5192         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5193         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5194
5195         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5196         if (!memcg)
5197                 return ERR_PTR(error);
5198
5199         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5200                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5201                                  GFP_KERNEL);
5202         if (memcg->id.id < 0) {
5203                 error = memcg->id.id;
5204                 goto fail;
5205         }
5206
5207         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5208                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5209         if (!memcg->vmstats_percpu)
5210                 goto fail;
5211
5212         for_each_node(node)
5213                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5214                         goto fail;
5215
5216         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5217                 goto fail;
5218
5219         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5220         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5221         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5222         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5223         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5224         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5225         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5226         memcg->socket_pressure = jiffies;
5227 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5228         memcg->kmemcg_id = -1;
5229         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5230 #endif
5231 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5232         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5233         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5234                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5235                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5236 #endif
5237 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5238         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5239         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5240         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5241 #endif
5242         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5243         return memcg;
5244 fail:
5245         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5246         __mem_cgroup_free(memcg);
5247         return ERR_PTR(error);
5248 }
5249
5250 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5251 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5252 {
5253         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5254         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5255         long error = -ENOMEM;
5256
5257         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5258         memcg = mem_cgroup_alloc();
5259         set_active_memcg(old_memcg);
5260         if (IS_ERR(memcg))
5261                 return ERR_CAST(memcg);
5262
5263         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5264         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5265         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5266         if (parent) {
5267                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5268                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5269
5270                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5271                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5272                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5273                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5274         } else {
5275                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5276                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5277                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5278                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5279
5280                 root_mem_cgroup = memcg;
5281                 return &memcg->css;
5282         }
5283
5284         /* The following stuff does not apply to the root */
5285         error = memcg_online_kmem(memcg);
5286         if (error)
5287                 goto fail;
5288
5289         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5290                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5291
5292         return &memcg->css;
5293 fail:
5294         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5295         mem_cgroup_free(memcg);
5296         return ERR_PTR(error);
5297 }
5298
5299 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5302
5303         /*
5304          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5305          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5306          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5307          */
5308         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5309                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5310                 return -ENOMEM;
5311         }
5312
5313         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5314         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5315         css_get(css);
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5320 {
5321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5322         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5323
5324         /*
5325          * Unregister events and notify userspace.
5326          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5327          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5328          */
5329         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5330         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5331                 list_del_init(&event->list);
5332                 schedule_work(&event->remove);
5333         }
5334         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5335
5336         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5337         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5338
5339         memcg_offline_kmem(memcg);
5340         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5341         wb_memcg_offline(memcg);
5342
5343         drain_all_stock(memcg);
5344
5345         mem_cgroup_id_put(memcg);
5346 }
5347
5348 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5349 {
5350         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5351
5352         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5353 }
5354
5355 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5356 {
5357         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5358         int __maybe_unused i;
5359
5360 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5361         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5362                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5363 #endif
5364         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5365                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5366
5367         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5368                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5369
5370         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5371         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5372         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5373         free_shrinker_info(memcg);
5374         memcg_free_kmem(memcg);
5375         mem_cgroup_free(memcg);
5376 }
5377
5378 /**
5379  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5380  * @css: the target css
5381  *
5382  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5383  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5384  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5385  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5386  * made visible again.
5387  *
5388  * The current implementation only resets the essential configurations.
5389  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5390  */
5391 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5392 {
5393         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5394
5395         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5396         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5397         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5398         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5399         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5400         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5401         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5402         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5403         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5404         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5405 }
5406
5407 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5408 {
5409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5410         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5411         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5412         long delta, v;
5413         int i;
5414
5415         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5416
5417         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5418                 /*
5419                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5420                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5421                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5422                  */
5423                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5424                 if (delta)
5425                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5426
5427                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5428                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5429                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5430                         delta += v - statc->state_prev[i];
5431                         statc->state_prev[i] = v;
5432                 }
5433
5434                 if (!delta)
5435                         continue;
5436
5437                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5438                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5439                 if (parent)
5440                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5441         }
5442
5443         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5444                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5445                 if (delta)
5446                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5447
5448                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5449                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5450                         delta += v - statc->events_prev[i];
5451                         statc->events_prev[i] = v;
5452                 }
5453
5454                 if (!delta)
5455                         continue;
5456
5457                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5458                 if (parent)
5459                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5460         }
5461 }
5462
5463 #ifdef CONFIG_MMU
5464 /* Handlers for move charge at task migration. */
5465 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5466 {
5467         int ret;
5468
5469         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5470         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5471         if (!ret) {
5472                 mc.precharge += count;
5473                 return ret;
5474         }
5475
5476         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5477         while (count--) {
5478                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5479                 if (ret)
5480                         return ret;
5481                 mc.precharge++;
5482                 cond_resched();
5483         }
5484         return 0;
5485 }
5486
5487 union mc_target {
5488         struct page     *page;
5489         swp_entry_t     ent;
5490 };
5491
5492 enum mc_target_type {
5493         MC_TARGET_NONE = 0,
5494         MC_TARGET_PAGE,
5495         MC_TARGET_SWAP,
5496         MC_TARGET_DEVICE,
5497 };
5498
5499 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5500                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5501 {
5502         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5503
5504         if (!page || !page_mapped(page))
5505                 return NULL;
5506         if (PageAnon(page)) {
5507                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5508                         return NULL;
5509         } else {
5510                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5511                         return NULL;
5512         }
5513         if (!get_page_unless_zero(page))
5514                 return NULL;
5515
5516         return page;
5517 }
5518
5519 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5520 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5521                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5522 {
5523         struct page *page = NULL;
5524         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5525
5526         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5527                 return NULL;
5528
5529         /*
5530          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5531          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5532          * as special swap entry in the CPU page table.
5533          */
5534         if (is_device_private_entry(ent)) {
5535                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5536                 /*
5537                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5538                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5539                  */
5540                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5541                         return NULL;
5542                 return page;
5543         }
5544
5545         if (non_swap_entry(ent))
5546                 return NULL;
5547
5548         /*
5549          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5550          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5551          */
5552         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5553         entry->val = ent.val;
5554
5555         return page;
5556 }
5557 #else
5558 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5559                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5560 {
5561         return NULL;
5562 }
5563 #endif
5564
5565 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5566                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5567 {
5568         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5569                 return NULL;
5570         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5571                 return NULL;
5572
5573         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5574         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5575         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5576                         linear_page_index(vma, addr));
5577 }
5578
5579 /**
5580  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5581  * @page: the page
5582  * @compound: charge the page as compound or small page
5583  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5584  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5585  *
5586  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5587  *
5588  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5589  * from old cgroup.
5590  */
5591 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5592                                    bool compound,
5593                                    struct mem_cgroup *from,
5594                                    struct mem_cgroup *to)
5595 {
5596         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5597         struct pglist_data *pgdat;
5598         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5599         int ret;
5600
5601         VM_BUG_ON(from == to);
5602         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5603         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5604
5605         /*
5606          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5607          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5608          */
5609         ret = -EBUSY;
5610         if (!trylock_page(page))
5611                 goto out;
5612
5613         ret = -EINVAL;
5614         if (page_memcg(page) != from)
5615                 goto out_unlock;
5616
5617         pgdat = page_pgdat(page);
5618         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5619         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5620
5621         lock_page_memcg(page);
5622
5623         if (PageAnon(page)) {
5624                 if (page_mapped(page)) {
5625                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5626                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5627                         if (PageTransHuge(page)) {
5628                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5629                                                    -nr_pages);
5630                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5631                                                    nr_pages);
5632                         }
5633                 }
5634         } else {
5635                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5636                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5637
5638                 if (PageSwapBacked(page)) {
5639                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5640                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5641                 }
5642
5643                 if (page_mapped(page)) {
5644                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5645                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5646                 }
5647
5648                 if (PageDirty(page)) {
5649                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5650
5651                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5652                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5653                                                    -nr_pages);
5654                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5655                                                    nr_pages);
5656                         }
5657                 }
5658         }
5659
5660         if (PageWriteback(page)) {
5661                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5662                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5663         }
5664
5665         /*
5666          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5667          *
5668          * It is safe to change page's memcg here because the page
5669          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5670          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5671          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5672          *
5673          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5674          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5675          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5676          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5677          */
5678         smp_mb();
5679
5680         css_get(&to->css);
5681         css_put(&from->css);
5682
5683         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5684
5685         __unlock_page_memcg(from);
5686
5687         ret = 0;
5688
5689         local_irq_disable();
5690         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5691         memcg_check_events(to, page);
5692         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5693         memcg_check_events(from, page);
5694         local_irq_enable();
5695 out_unlock:
5696         unlock_page(page);
5697 out:
5698         return ret;
5699 }
5700
5701 /**
5702  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5703  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5704  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5705  * @ptent: the pte to be checked
5706  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5707  *
5708  * Returns
5709  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5710  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5711  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5712  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5713  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5714  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5715  *     in target->ent.
5716  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5717  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5718  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5719  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5720  *     regular page.
5721  *
5722  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5723  *
5724  * Called with pte lock held.
5725  */
5726
5727 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5728                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5729 {
5730         struct page *page = NULL;
5731         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5732         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5733
5734         if (pte_present(ptent))
5735                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5736         else if (is_swap_pte(ptent))
5737                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5738         else if (pte_none(ptent))
5739                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5740
5741         if (!page && !ent.val)
5742                 return ret;
5743         if (page) {
5744                 /*
5745                  * Do only loose check w/o serialization.
5746                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5747                  * not under LRU exclusion.
5748                  */
5749                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5750                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5751                         if (is_device_private_page(page))
5752                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5753                         if (target)
5754                                 target->page = page;
5755                 }
5756                 if (!ret || !target)
5757                         put_page(page);
5758         }
5759         /*
5760          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5761          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5762          */
5763         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5764             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5765                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5766                 if (target)
5767                         target->ent = ent;
5768         }
5769         return ret;
5770 }
5771
5772 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5773 /*
5774  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5775  * not support them for now.
5776  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5777  */
5778 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5779                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5780 {
5781         struct page *page = NULL;
5782         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5783
5784         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5785                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5786                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5787                 return ret;
5788         }
5789         page = pmd_page(pmd);
5790         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5791         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5792                 return ret;
5793         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5794                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5795                 if (target) {
5796                         get_page(page);
5797                         target->page = page;
5798                 }
5799         }
5800         return ret;
5801 }
5802 #else
5803 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5804                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5805 {
5806         return MC_TARGET_NONE;
5807 }
5808 #endif
5809
5810 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5811                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5812                                         struct mm_walk *walk)
5813 {
5814         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5815         pte_t *pte;
5816         spinlock_t *ptl;
5817
5818         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5819         if (ptl) {
5820                 /*
5821                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5822                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5823                  * this might change.
5824                  */
5825                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5826                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5827                 spin_unlock(ptl);
5828                 return 0;
5829         }
5830
5831         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5832                 return 0;
5833         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5834         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5835                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5836                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5837         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5838         cond_resched();
5839
5840         return 0;
5841 }
5842
5843 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5844         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5845 };
5846
5847 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5848 {
5849         unsigned long precharge;
5850
5851         mmap_read_lock(mm);
5852         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5853         mmap_read_unlock(mm);
5854
5855         precharge = mc.precharge;
5856         mc.precharge = 0;
5857
5858         return precharge;
5859 }
5860
5861 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5862 {
5863         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5864
5865         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5866         mc.moving_task = current;
5867         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5868 }
5869
5870 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5871 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5872 {
5873         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5874         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5875
5876         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5877         if (mc.precharge) {
5878                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5879                 mc.precharge = 0;
5880         }
5881         /*
5882          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5883          * we must uncharge here.
5884          */
5885         if (mc.moved_charge) {
5886                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5887                 mc.moved_charge = 0;
5888         }
5889         /* we must fixup refcnts and charges */
5890         if (mc.moved_swap) {
5891                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5892                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5893                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5894
5895                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5896
5897                 /*
5898                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5899                  * should uncharge to->memory.
5900                  */
5901                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5902                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5903
5904                 mc.moved_swap = 0;
5905         }
5906         memcg_oom_recover(from);
5907         memcg_oom_recover(to);
5908         wake_up_all(&mc.waitq);
5909 }
5910
5911 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5912 {
5913         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5914
5915         /*
5916          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5917          * task migration.
5918          */
5919         mc.moving_task = NULL;
5920         __mem_cgroup_clear_mc();
5921         spin_lock(&mc.lock);
5922         mc.from = NULL;
5923         mc.to = NULL;
5924         mc.mm = NULL;
5925         spin_unlock(&mc.lock);
5926
5927         mmput(mm);
5928 }
5929
5930 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5931 {
5932         struct cgroup_subsys_state *css;
5933         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5934         struct mem_cgroup *from;
5935         struct task_struct *leader, *p;
5936         struct mm_struct *mm;
5937         unsigned long move_flags;
5938         int ret = 0;
5939
5940         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5941         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5942                 return 0;
5943
5944         /*
5945          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5946          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5947          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5948          * multiple.
5949          */
5950         p = NULL;
5951         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5952                 WARN_ON_ONCE(p);
5953                 p = leader;
5954                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5955         }
5956         if (!p)
5957                 return 0;
5958
5959         /*
5960          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5961          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5962          * So we need to save it, and keep it going.
5963          */
5964         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5965         if (!move_flags)
5966                 return 0;
5967
5968         from = mem_cgroup_from_task(p);
5969
5970         VM_BUG_ON(from == memcg);
5971
5972         mm = get_task_mm(p);
5973         if (!mm)
5974                 return 0;
5975         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5976         if (mm->owner == p) {
5977                 VM_BUG_ON(mc.from);
5978                 VM_BUG_ON(mc.to);
5979                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5980                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5981                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5982
5983                 spin_lock(&mc.lock);
5984                 mc.mm = mm;
5985                 mc.from = from;
5986                 mc.to = memcg;
5987                 mc.flags = move_flags;
5988                 spin_unlock(&mc.lock);
5989                 /* We set mc.moving_task later */
5990
5991                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5992                 if (ret)
5993                         mem_cgroup_clear_mc();
5994         } else {
5995                 mmput(mm);
5996         }
5997         return ret;
5998 }
5999
6000 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6001 {
6002         if (mc.to)
6003                 mem_cgroup_clear_mc();
6004 }
6005
6006 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6007                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6008                                 struct mm_walk *walk)
6009 {
6010         int ret = 0;
6011         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6012         pte_t *pte;
6013         spinlock_t *ptl;
6014         enum mc_target_type target_type;
6015         union mc_target target;
6016         struct page *page;
6017
6018         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6019         if (ptl) {
6020                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6021                         spin_unlock(ptl);
6022                         return 0;
6023                 }
6024                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6025                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6026                         page = target.page;
6027                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6028                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6029                                                              mc.from, mc.to)) {
6030                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6031                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6032                                 }
6033                                 putback_lru_page(page);
6034                         }
6035                         put_page(page);
6036                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6037                         page = target.page;
6038                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6039                                                      mc.from, mc.to)) {
6040                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6041                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6042                         }
6043                         put_page(page);
6044                 }
6045                 spin_unlock(ptl);
6046                 return 0;
6047         }
6048
6049         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6050                 return 0;
6051 retry:
6052         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6053         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6054                 pte_t ptent = *(pte++);
6055                 bool device = false;
6056                 swp_entry_t ent;
6057
6058                 if (!mc.precharge)
6059                         break;
6060
6061                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6062                 case MC_TARGET_DEVICE:
6063                         device = true;
6064                         fallthrough;
6065                 case MC_TARGET_PAGE:
6066                         page = target.page;
6067                         /*
6068                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6069                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6070                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6071                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6072                          */
6073                         if (PageTransCompound(page))
6074                                 goto put;
6075                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6076                                 goto put;
6077                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6078                                                 mc.from, mc.to)) {
6079                                 mc.precharge--;
6080                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6081                                 mc.moved_charge++;
6082                         }
6083                         if (!device)
6084                                 putback_lru_page(page);
6085 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6086                         put_page(page);
6087                         break;
6088                 case MC_TARGET_SWAP:
6089                         ent = target.ent;
6090                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6091                                 mc.precharge--;
6092                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6093                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6094                                 mc.moved_swap++;
6095                         }
6096                         break;
6097                 default:
6098                         break;
6099                 }
6100         }
6101         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6102         cond_resched();
6103
6104         if (addr != end) {
6105                 /*
6106                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6107                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6108                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6109                  * phase.
6110                  */
6111                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6112                 if (!ret)
6113                         goto retry;
6114         }
6115
6116         return ret;
6117 }
6118
6119 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6120         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6121 };
6122
6123 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6124 {
6125         lru_add_drain_all();
6126         /*
6127          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6128          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6129          * for already started RCU-only updates to finish.
6130          */
6131         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6132         synchronize_rcu();
6133 retry:
6134         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6135                 /*
6136                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6137                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6138                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6139                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6140                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6141                  */
6142                 __mem_cgroup_clear_mc();
6143                 cond_resched();
6144                 goto retry;
6145         }
6146         /*
6147          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6148          * additional charge, the page walk just aborts.
6149          */
6150         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6151                         NULL);
6152
6153         mmap_read_unlock(mc.mm);
6154         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6155 }
6156
6157 static void mem_cgroup_move_task(void)
6158 {
6159         if (mc.to) {
6160                 mem_cgroup_move_charge();
6161                 mem_cgroup_clear_mc();
6162         }
6163 }
6164 #else   /* !CONFIG_MMU */
6165 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6166 {
6167         return 0;
6168 }
6169 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6170 {
6171 }
6172 static void mem_cgroup_move_task(void)
6173 {
6174 }
6175 #endif
6176
6177 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6178 {
6179         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6180                 seq_puts(m, "max\n");
6181         else
6182                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6183
6184         return 0;
6185 }
6186
6187 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6188                                struct cftype *cft)
6189 {
6190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6191
6192         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6193 }
6194
6195 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6196 {
6197         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6198                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6199 }
6200
6201 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6202                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6203 {
6204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6205         unsigned long min;
6206         int err;
6207
6208         buf = strstrip(buf);
6209         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6210         if (err)
6211                 return err;
6212
6213         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6214
6215         return nbytes;
6216 }
6217
6218 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6219 {
6220         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6221                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6222 }
6223
6224 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6225                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6226 {
6227         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6228         unsigned long low;
6229         int err;
6230
6231         buf = strstrip(buf);
6232         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6233         if (err)
6234                 return err;
6235
6236         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6237
6238         return nbytes;
6239 }
6240
6241 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6242 {
6243         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6244                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6245 }
6246
6247 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6248                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6249 {
6250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6251         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6252         bool drained = false;
6253         unsigned long high;
6254         int err;
6255
6256         buf = strstrip(buf);
6257         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6258         if (err)
6259                 return err;
6260
6261         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6262
6263         for (;;) {
6264                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6265                 unsigned long reclaimed;
6266
6267                 if (nr_pages <= high)
6268                         break;
6269
6270                 if (signal_pending(current))
6271                         break;
6272
6273                 if (!drained) {
6274                         drain_all_stock(memcg);
6275                         drained = true;
6276                         continue;
6277                 }
6278
6279                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6280                                                          GFP_KERNEL, true);
6281
6282                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6283                         break;
6284         }
6285
6286         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6287         return nbytes;
6288 }
6289
6290 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6291 {
6292         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6293                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6294 }
6295
6296 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6297                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6298 {
6299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6300         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6301         bool drained = false;
6302         unsigned long max;
6303         int err;
6304
6305         buf = strstrip(buf);
6306         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6307         if (err)
6308                 return err;
6309
6310         xchg(&memcg->memory.max, max);
6311
6312         for (;;) {
6313                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6314
6315                 if (nr_pages <= max)
6316                         break;
6317
6318                 if (signal_pending(current))
6319                         break;
6320
6321                 if (!drained) {
6322                         drain_all_stock(memcg);
6323                         drained = true;
6324                         continue;
6325                 }
6326
6327                 if (nr_reclaims) {
6328                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6329                                                           GFP_KERNEL, true))
6330                                 nr_reclaims--;
6331                         continue;
6332                 }
6333
6334                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6335                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6336                         break;
6337         }
6338
6339         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6340         return nbytes;
6341 }
6342
6343 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6344 {
6345         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6346         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6347         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6348         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6349         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6350                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6351 }
6352
6353 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6354 {
6355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6356
6357         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6358         return 0;
6359 }
6360
6361 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6362 {
6363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6364
6365         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6366         return 0;
6367 }
6368
6369 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6370 {
6371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6372         char *buf;
6373
6374         buf = memory_stat_format(memcg);
6375         if (!buf)
6376                 return -ENOMEM;
6377         seq_puts(m, buf);
6378         kfree(buf);
6379         return 0;
6380 }
6381
6382 #ifdef CONFIG_NUMA
6383 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6384                                                      int item)
6385 {
6386         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6387 }
6388
6389 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6390 {
6391         int i;
6392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6393
6394         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6395                 int nid;
6396
6397                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6398                         continue;
6399
6400                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6401                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6402                         u64 size;
6403                         struct lruvec *lruvec;
6404
6405                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6406                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6407                                                         memory_stats[i].idx);
6408                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6409                 }
6410                 seq_putc(m, '\n');
6411         }
6412
6413         return 0;
6414 }
6415 #endif
6416
6417 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6418 {
6419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6420
6421         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6422
6423         return 0;
6424 }
6425
6426 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6427                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6428 {
6429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6430         int ret, oom_group;
6431
6432         buf = strstrip(buf);
6433         if (!buf)
6434                 return -EINVAL;
6435
6436         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6437         if (ret)
6438                 return ret;
6439
6440         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6441                 return -EINVAL;
6442
6443         memcg->oom_group = oom_group;
6444
6445         return nbytes;
6446 }
6447
6448 static struct cftype memory_files[] = {
6449         {
6450                 .name = "current",
6451                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6452                 .read_u64 = memory_current_read,
6453         },
6454         {
6455                 .name = "min",
6456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6457                 .seq_show = memory_min_show,
6458                 .write = memory_min_write,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "low",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .seq_show = memory_low_show,
6464                 .write = memory_low_write,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "high",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_high_show,
6470                 .write = memory_high_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "max",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .seq_show = memory_max_show,
6476                 .write = memory_max_write,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "events",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6482                 .seq_show = memory_events_show,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "events.local",
6486                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6487                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6488                 .seq_show = memory_events_local_show,
6489         },
6490         {
6491                 .name = "stat",
6492                 .seq_show = memory_stat_show,
6493         },
6494 #ifdef CONFIG_NUMA
6495         {
6496                 .name = "numa_stat",
6497                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6498         },
6499 #endif
6500         {
6501                 .name = "oom.group",
6502                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6503                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6504                 .write = memory_oom_group_write,
6505         },
6506         { }     /* terminate */
6507 };
6508
6509 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6510         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6511         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6512         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6513         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6514         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6515         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6516         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6517         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6518         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6519         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6520         .dfl_cftypes = memory_files,
6521         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6522         .early_init = 0,
6523 };
6524
6525 /*
6526  * This function calculates an individual cgroup's effective
6527  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6528  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6529  * distribution in the tree.
6530  *
6531  * The following rules apply to the effective protection values:
6532  *
6533  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6534  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6535  *
6536  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6537  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6538  *    parent's effective protection.
6539  *
6540  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6541  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6542  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6543  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6544  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6545  *
6546  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6547  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6548  *    the unused remainder is available to its siblings.
6549  *
6550  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6551  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6552  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6553  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6554  *
6555  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6556  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6557  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6558  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6559  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6560  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6561  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6562  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6563  *
6564  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6565  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6566  * neighboring subtrees.
6567  */
6568 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6569                                           unsigned long parent_usage,
6570                                           unsigned long setting,
6571                                           unsigned long parent_effective,
6572                                           unsigned long siblings_protected)
6573 {
6574         unsigned long protected;
6575         unsigned long ep;
6576
6577         protected = min(usage, setting);
6578         /*
6579          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6580          * protection then what the parent affords them, distribute
6581          * shares in proportion to utilization.
6582          *
6583          * We are using actual utilization rather than the statically
6584          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6585          * but unused protection is available to siblings that would
6586          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6587          */
6588         if (siblings_protected > parent_effective)
6589                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6590
6591         /*
6592          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6593          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6594          * and utilizes is effectively protected.
6595          *
6596          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6597          * will apply pressure in proportion to that amount.
6598          *
6599          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6600          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6601          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6602          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6603          * protection is always dependent on how memory is actually
6604          * consumed among the siblings anyway.
6605          */
6606         ep = protected;
6607
6608         /*
6609          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6610          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6611          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6612          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6613          * other compete freely over the allowance, but they are
6614          * collectively protected from neighboring trees.
6615          *
6616          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6617          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6618          * the same bytes twice.
6619          *
6620          * Check both usage and parent_usage against the respective
6621          * protected values. One should imply the other, but they
6622          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6623          */
6624         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6625                 return ep;
6626         if (parent_effective > siblings_protected &&
6627             parent_usage > siblings_protected &&
6628             usage > protected) {
6629                 unsigned long unclaimed;
6630
6631                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6632                 unclaimed *= usage - protected;
6633                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6634
6635                 ep += unclaimed;
6636         }
6637
6638         return ep;
6639 }
6640
6641 /**
6642  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6643  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6644  * @memcg: the memory cgroup to check
6645  *
6646  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6647  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6648  */
6649 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6650                                      struct mem_cgroup *memcg)
6651 {
6652         unsigned long usage, parent_usage;
6653         struct mem_cgroup *parent;
6654
6655         if (mem_cgroup_disabled())
6656                 return;
6657
6658         if (!root)
6659                 root = root_mem_cgroup;
6660
6661         /*
6662          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6663          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6664          * details.
6665          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6666          * that special casing.
6667          */
6668         if (memcg == root)
6669                 return;
6670
6671         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6672         if (!usage)
6673                 return;
6674
6675         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6676         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6677         if (!parent)
6678                 return;
6679
6680         if (parent == root) {
6681                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6682                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6683                 return;
6684         }
6685
6686         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6687
6688         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6689                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6690                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6691                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6692
6693         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6694                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6695                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6696                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6697 }
6698
6699 static int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6700                                gfp_t gfp)
6701 {
6702         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6703         int ret;
6704
6705         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6706         if (ret)
6707                 goto out;
6708
6709         css_get(&memcg->css);
6710         commit_charge(page, memcg);
6711
6712         local_irq_disable();
6713         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6714         memcg_check_events(memcg, page);
6715         local_irq_enable();
6716 out:
6717         return ret;
6718 }
6719
6720 /**
6721  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6722  * @page: page to charge
6723  * @mm: mm context of the victim
6724  * @gfp_mask: reclaim mode
6725  *
6726  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6727  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6728  * charge to the active memcg.
6729  *
6730  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6731  *
6732  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6733  */
6734 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6735 {
6736         struct mem_cgroup *memcg;
6737         int ret;
6738
6739         if (mem_cgroup_disabled())
6740                 return 0;
6741
6742         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6743         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp_mask);
6744         css_put(&memcg->css);
6745
6746         return ret;
6747 }
6748
6749 /**
6750  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6751  * @page: page to charge
6752  * @mm: mm context of the victim
6753  * @gfp: reclaim mode
6754  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6755  *
6756  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6757  * adding the page to the swapcache.
6758  *
6759  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6760  */
6761 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6762                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6763 {
6764         struct mem_cgroup *memcg;
6765         unsigned short id;
6766         int ret;
6767
6768         if (mem_cgroup_disabled())
6769                 return 0;
6770
6771         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6772         rcu_read_lock();
6773         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6774         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6775                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6776         rcu_read_unlock();
6777
6778         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp);
6779
6780         css_put(&memcg->css);
6781         return ret;
6782 }
6783
6784 /*
6785  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6786  * @entry: swap entry for which the page is charged
6787  *
6788  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6789  *
6790  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6791  * is order 0 page.
6792  */
6793 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6794 {
6795         /*
6796          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6797          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6798          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6799          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6800          * the entire time.
6801          *
6802          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6803          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6804          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6805          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6806          */
6807         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6808                 /*
6809                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6810                  * let's not wait for it.  The page already received a
6811                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6812                  */
6813                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6814         }
6815 }
6816
6817 struct uncharge_gather {
6818         struct mem_cgroup *memcg;
6819         unsigned long nr_memory;
6820         unsigned long pgpgout;
6821         unsigned long nr_kmem;
6822         struct page *dummy_page;
6823 };
6824
6825 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6826 {
6827         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6828 }
6829
6830 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6831 {
6832         unsigned long flags;
6833
6834         if (ug->nr_memory) {
6835                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6836                 if (do_memsw_account())
6837                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6838                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6839                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6840                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6841         }
6842
6843         local_irq_save(flags);
6844         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6845         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6846         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6847         local_irq_restore(flags);
6848
6849         /* drop reference from uncharge_page */
6850         css_put(&ug->memcg->css);
6851 }
6852
6853 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6854 {
6855         unsigned long nr_pages;
6856         struct mem_cgroup *memcg;
6857         struct obj_cgroup *objcg;
6858         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6859
6860         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6861
6862         /*
6863          * Nobody should be changing or seriously looking at
6864          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6865          * exclusive access to the page.
6866          */
6867         if (use_objcg) {
6868                 objcg = __page_objcg(page);
6869                 /*
6870                  * This get matches the put at the end of the function and
6871                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6872                  */
6873                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6874         } else {
6875                 memcg = __page_memcg(page);
6876         }
6877
6878         if (!memcg)
6879                 return;
6880
6881         if (ug->memcg != memcg) {
6882                 if (ug->memcg) {
6883                         uncharge_batch(ug);
6884                         uncharge_gather_clear(ug);
6885                 }
6886                 ug->memcg = memcg;
6887                 ug->dummy_page = page;
6888
6889                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6890                 css_get(&memcg->css);
6891         }
6892
6893         nr_pages = compound_nr(page);
6894
6895         if (use_objcg) {
6896                 ug->nr_memory += nr_pages;
6897                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6898
6899                 page->memcg_data = 0;
6900                 obj_cgroup_put(objcg);
6901         } else {
6902                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6903                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6904                         ug->nr_memory += nr_pages;
6905                 ug->pgpgout++;
6906
6907                 page->memcg_data = 0;
6908         }
6909
6910         css_put(&memcg->css);
6911 }
6912
6913 /**
6914  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6915  * @page: page to uncharge
6916  *
6917  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6918  */
6919 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6920 {
6921         struct uncharge_gather ug;
6922
6923         if (mem_cgroup_disabled())
6924                 return;
6925
6926         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6927         if (!page_memcg(page))
6928                 return;
6929
6930         uncharge_gather_clear(&ug);
6931         uncharge_page(page, &ug);
6932         uncharge_batch(&ug);
6933 }
6934
6935 /**
6936  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6937  * @page_list: list of pages to uncharge
6938  *
6939  * Uncharge a list of pages previously charged with
6940  * mem_cgroup_charge().
6941  */
6942 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6943 {
6944         struct uncharge_gather ug;
6945         struct page *page;
6946
6947         if (mem_cgroup_disabled())
6948                 return;
6949
6950         uncharge_gather_clear(&ug);
6951         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6952                 uncharge_page(page, &ug);
6953         if (ug.memcg)
6954                 uncharge_batch(&ug);
6955 }
6956
6957 /**
6958  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6959  * @oldpage: currently circulating page
6960  * @newpage: replacement page
6961  *
6962  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6963  * be uncharged upon free.
6964  *
6965  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6966  */
6967 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6968 {
6969         struct mem_cgroup *memcg;
6970         unsigned int nr_pages;
6971         unsigned long flags;
6972
6973         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6974         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6975         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6976         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6977                        newpage);
6978
6979         if (mem_cgroup_disabled())
6980                 return;
6981
6982         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6983         if (page_memcg(newpage))
6984                 return;
6985
6986         memcg = page_memcg(oldpage);
6987         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6988         if (!memcg)
6989                 return;
6990
6991         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6992         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6993
6994         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6995                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6996                 if (do_memsw_account())
6997                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6998         }
6999
7000         css_get(&memcg->css);
7001         commit_charge(newpage, memcg);
7002
7003         local_irq_save(flags);
7004         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7005         memcg_check_events(memcg, newpage);
7006         local_irq_restore(flags);
7007 }
7008
7009 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7010 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7011
7012 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7013 {
7014         struct mem_cgroup *memcg;
7015
7016         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7017                 return;
7018
7019         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7020         if (in_interrupt())
7021                 return;
7022
7023         rcu_read_lock();
7024         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7025         if (memcg == root_mem_cgroup)
7026                 goto out;
7027         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7028                 goto out;
7029         if (css_tryget(&memcg->css))
7030                 sk->sk_memcg = memcg;
7031 out:
7032         rcu_read_unlock();
7033 }
7034
7035 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7036 {
7037         if (sk->sk_memcg)
7038                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7039 }
7040
7041 /**
7042  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7043  * @memcg: memcg to charge
7044  * @nr_pages: number of pages to charge
7045  *
7046  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7047  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7048  */
7049 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7050 {
7051         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7052
7053         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7054                 struct page_counter *fail;
7055
7056                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7057                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7058                         return true;
7059                 }
7060                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7061                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7062                 return false;
7063         }
7064
7065         /* Don't block in the packet receive path */
7066         if (in_softirq())
7067                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7068
7069         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7070
7071         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7072                 return true;
7073
7074         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7075         return false;
7076 }
7077
7078 /**
7079  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7080  * @memcg: memcg to uncharge
7081  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7082  */
7083 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7084 {
7085         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7086                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7087                 return;
7088         }
7089
7090         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7091
7092         refill_stock(memcg, nr_pages);
7093 }
7094
7095 static int __init cgroup_memory(char *s)
7096 {
7097         char *token;
7098
7099         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7100                 if (!*token)
7101                         continue;
7102                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7103                         cgroup_memory_nosocket = true;
7104                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7105                         cgroup_memory_nokmem = true;
7106         }
7107         return 0;
7108 }
7109 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7110
7111 /*
7112  * subsys_initcall() for memory controller.
7113  *
7114  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7115  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7116  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7117  * should be initialized from here.
7118  */
7119 static int __init mem_cgroup_init(void)
7120 {
7121         int cpu, node;
7122
7123         /*
7124          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7125          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7126          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7127          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7128          */
7129         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7130
7131         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7132                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7133
7134         for_each_possible_cpu(cpu)
7135                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7136                           drain_local_stock);
7137
7138         for_each_node(node) {
7139                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7140
7141                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7142                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7143
7144                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7145                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7146                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7147                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7148         }
7149
7150         return 0;
7151 }
7152 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7153
7154 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7155 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7156 {
7157         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7158                 /*
7159                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7160                  * always be >= 1.
7161                  */
7162                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7163                         VM_BUG_ON(1);
7164                         break;
7165                 }
7166                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7167                 if (!memcg)
7168                         memcg = root_mem_cgroup;
7169         }
7170         return memcg;
7171 }
7172
7173 /**
7174  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7175  * @page: page whose memsw charge to transfer
7176  * @entry: swap entry to move the charge to
7177  *
7178  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7179  */
7180 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7181 {
7182         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7183         unsigned int nr_entries;
7184         unsigned short oldid;
7185
7186         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7187         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7188
7189         if (mem_cgroup_disabled())
7190                 return;
7191
7192         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7193                 return;
7194
7195         memcg = page_memcg(page);
7196
7197         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7198         if (!memcg)
7199                 return;
7200
7201         /*
7202          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7203          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7204          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7205          */
7206         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7207         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7208         /* Get references for the tail pages, too */
7209         if (nr_entries > 1)
7210                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7211         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7212                                    nr_entries);
7213         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7214         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7215
7216         page->memcg_data = 0;
7217
7218         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7219                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7220
7221         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7222                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7223                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7224                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7225         }
7226
7227         /*
7228          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7229          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7230          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7231          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7232          */
7233         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7234         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7235         memcg_check_events(memcg, page);
7236
7237         css_put(&memcg->css);
7238 }
7239
7240 /**
7241  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7242  * @page: page being added to swap
7243  * @entry: swap entry to charge
7244  *
7245  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7246  *
7247  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7248  */
7249 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7250 {
7251         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7252         struct page_counter *counter;
7253         struct mem_cgroup *memcg;
7254         unsigned short oldid;
7255
7256         if (mem_cgroup_disabled())
7257                 return 0;
7258
7259         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7260                 return 0;
7261
7262         memcg = page_memcg(page);
7263
7264         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
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_memcg(page);
7344         if (!memcg)
7345                 return false;
7346
7347         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7348                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7349
7350                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7351                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7352                         return true;
7353         }
7354
7355         return false;
7356 }
7357
7358 static int __init setup_swap_account(char *s)
7359 {
7360         if (!strcmp(s, "1"))
7361                 cgroup_memory_noswap = false;
7362         else if (!strcmp(s, "0"))
7363                 cgroup_memory_noswap = true;
7364         return 1;
7365 }
7366 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7367
7368 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7369                              struct cftype *cft)
7370 {
7371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7372
7373         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7374 }
7375
7376 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7377 {
7378         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7379                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7380 }
7381
7382 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7383                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7384 {
7385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7386         unsigned long high;
7387         int err;
7388
7389         buf = strstrip(buf);
7390         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7391         if (err)
7392                 return err;
7393
7394         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7395
7396         return nbytes;
7397 }
7398
7399 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7400 {
7401         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7402                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7403 }
7404
7405 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7406                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7407 {
7408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7409         unsigned long max;
7410         int err;
7411
7412         buf = strstrip(buf);
7413         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7414         if (err)
7415                 return err;
7416
7417         xchg(&memcg->swap.max, max);
7418
7419         return nbytes;
7420 }
7421
7422 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7423 {
7424         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7425
7426         seq_printf(m, "high %lu\n",
7427                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7428         seq_printf(m, "max %lu\n",
7429                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7430         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7431                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7432
7433         return 0;
7434 }
7435
7436 static struct cftype swap_files[] = {
7437         {
7438                 .name = "swap.current",
7439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7440                 .read_u64 = swap_current_read,
7441         },
7442         {
7443                 .name = "swap.high",
7444                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7445                 .seq_show = swap_high_show,
7446                 .write = swap_high_write,
7447         },
7448         {
7449                 .name = "swap.max",
7450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7451                 .seq_show = swap_max_show,
7452                 .write = swap_max_write,
7453         },
7454         {
7455                 .name = "swap.events",
7456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7457                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7458                 .seq_show = swap_events_show,
7459         },
7460         { }     /* terminate */
7461 };
7462
7463 static struct cftype memsw_files[] = {
7464         {
7465                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7466                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7467                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7468         },
7469         {
7470                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7471                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7472                 .write = mem_cgroup_reset,
7473                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7474         },
7475         {
7476                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7477                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7478                 .write = mem_cgroup_write,
7479                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7480         },
7481         {
7482                 .name = "memsw.failcnt",
7483                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7484                 .write = mem_cgroup_reset,
7485                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7486         },
7487         { },    /* terminate */
7488 };
7489
7490 /*
7491  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7492  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7493  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7494  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7495  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7496  */
7497 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7498 {
7499         /* No memory control -> no swap control */
7500         if (mem_cgroup_disabled())
7501                 cgroup_memory_noswap = true;
7502
7503         if (cgroup_memory_noswap)
7504                 return 0;
7505
7506         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7507         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7508
7509         return 0;
7510 }
7511 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7512
7513 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */