mm: memcontrol: fix root_mem_cgroup charging
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM notifier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
259                                       unsigned int nr_pages);
260
261 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
262 {
263         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
264         struct mem_cgroup *memcg;
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         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
294         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
295         if (nr_pages)
296                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
297         list_del(&objcg->list);
298         mem_cgroup_put(memcg);
299         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
300
301         percpu_ref_exit(ref);
302         kfree_rcu(objcg, rcu);
303 }
304
305 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
306 {
307         struct obj_cgroup *objcg;
308         int ret;
309
310         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
311         if (!objcg)
312                 return NULL;
313
314         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
315                               GFP_KERNEL);
316         if (ret) {
317                 kfree(objcg);
318                 return NULL;
319         }
320         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
321         return objcg;
322 }
323
324 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
325                                   struct mem_cgroup *parent)
326 {
327         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
328
329         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
330
331         spin_lock_irq(&css_set_lock);
332
333         /* Move active objcg to the parent's list */
334         xchg(&objcg->memcg, parent);
335         css_get(&parent->css);
336         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
337
338         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
339         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
340                 css_get(&parent->css);
341                 xchg(&iter->memcg, parent);
342                 css_put(&memcg->css);
343         }
344         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
345
346         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
347
348         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
349 }
350
351 /*
352  * This will be used as a shrinker list's index.
353  * The main reason for not using cgroup id for this:
354  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
355  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
356  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
357  *  200 entry array for that.
358  *
359  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
360  * will double each time we have to increase it.
361  */
362 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
363 int memcg_nr_cache_ids;
364
365 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
366 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
367
368 void memcg_get_cache_ids(void)
369 {
370         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
371 }
372
373 void memcg_put_cache_ids(void)
374 {
375         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
376 }
377
378 /*
379  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
380  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
381  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
382  * tunable, but that is strictly not necessary.
383  *
384  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
385  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
386  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
387  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
388  * increase ours as well if it increases.
389  */
390 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
391 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
392
393 /*
394  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
395  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
396  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
397  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
398  */
399 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
400 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
401 #endif
402
403 /**
404  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
405  * @page: page of interest
406  *
407  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
408  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
409  * until it is released.
410  *
411  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
412  * is returned.
413  */
414 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
415 {
416         struct mem_cgroup *memcg;
417
418         memcg = page_memcg(page);
419
420         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
421                 memcg = root_mem_cgroup;
422
423         return &memcg->css;
424 }
425
426 /**
427  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
428  * @page: the page
429  *
430  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
431  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
432  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
433  *
434  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
435  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
436  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
437  * do not care (such as procfs interfaces).
438  */
439 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
440 {
441         struct mem_cgroup *memcg;
442         unsigned long ino = 0;
443
444         rcu_read_lock();
445         memcg = page_memcg_check(page);
446
447         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
448                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
449         if (memcg)
450                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
451         rcu_read_unlock();
452         return ino;
453 }
454
455 static struct mem_cgroup_per_node *
456 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
457 {
458         int nid = page_to_nid(page);
459
460         return memcg->nodeinfo[nid];
461 }
462
463 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
464 soft_limit_tree_node(int nid)
465 {
466         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
470 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
471 {
472         int nid = page_to_nid(page);
473
474         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
475 }
476
477 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
478                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
479                                          unsigned long new_usage_in_excess)
480 {
481         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
482         struct rb_node *parent = NULL;
483         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
484         bool rightmost = true;
485
486         if (mz->on_tree)
487                 return;
488
489         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
490         if (!mz->usage_in_excess)
491                 return;
492         while (*p) {
493                 parent = *p;
494                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
495                                         tree_node);
496                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
497                         p = &(*p)->rb_left;
498                         rightmost = false;
499                 } else {
500                         p = &(*p)->rb_right;
501                 }
502         }
503
504         if (rightmost)
505                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
506
507         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
508         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
509         mz->on_tree = true;
510 }
511
512 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
513                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
514 {
515         if (!mz->on_tree)
516                 return;
517
518         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
519                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
520
521         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
522         mz->on_tree = false;
523 }
524
525 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
526                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
527 {
528         unsigned long flags;
529
530         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
531         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
532         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
533 }
534
535 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
538         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
539         unsigned long excess = 0;
540
541         if (nr_pages > soft_limit)
542                 excess = nr_pages - soft_limit;
543
544         return excess;
545 }
546
547 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
548 {
549         unsigned long excess;
550         struct mem_cgroup_per_node *mz;
551         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
552
553         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
554         if (!mctz)
555                 return;
556         /*
557          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
558          * because their event counter is not touched.
559          */
560         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
561                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
562                 excess = soft_limit_excess(memcg);
563                 /*
564                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
565                  * mem is over its softlimit.
566                  */
567                 if (excess || mz->on_tree) {
568                         unsigned long flags;
569
570                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
571                         /* if on-tree, remove it */
572                         if (mz->on_tree)
573                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
574                         /*
575                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
576                          * If excess is 0, no tree ops.
577                          */
578                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
579                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
580                 }
581         }
582 }
583
584 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
587         struct mem_cgroup_per_node *mz;
588         int nid;
589
590         for_each_node(nid) {
591                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
592                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
593                 if (mctz)
594                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
595         }
596 }
597
598 static struct mem_cgroup_per_node *
599 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
600 {
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602
603 retry:
604         mz = NULL;
605         if (!mctz->rb_rightmost)
606                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
607
608         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
609                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
610         /*
611          * Remove the node now but someone else can add it back,
612          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
613          * position in the tree.
614          */
615         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
616         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
617             !css_tryget(&mz->memcg->css))
618                 goto retry;
619 done:
620         return mz;
621 }
622
623 static struct mem_cgroup_per_node *
624 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
625 {
626         struct mem_cgroup_per_node *mz;
627
628         spin_lock_irq(&mctz->lock);
629         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
630         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
631         return mz;
632 }
633
634 /**
635  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
636  * @memcg: the memory cgroup
637  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
638  * @val: delta to add to the counter, can be negative
639  */
640 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
641 {
642         if (mem_cgroup_disabled())
643                 return;
644
645         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
646         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
647 }
648
649 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
650 static unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
651 {
652         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats.state[idx]);
653 #ifdef CONFIG_SMP
654         if (x < 0)
655                 x = 0;
656 #endif
657         return x;
658 }
659
660 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
661 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
662 {
663         long x = 0;
664         int cpu;
665
666         for_each_possible_cpu(cpu)
667                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
668 #ifdef CONFIG_SMP
669         if (x < 0)
670                 x = 0;
671 #endif
672         return x;
673 }
674
675 static struct mem_cgroup_per_node *
676 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
677 {
678         struct mem_cgroup *parent;
679
680         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
681         if (!parent)
682                 return NULL;
683         return parent->nodeinfo[nid];
684 }
685
686 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
687                               int val)
688 {
689         struct mem_cgroup_per_node *pn;
690         struct mem_cgroup *memcg;
691         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
692
693         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
694         memcg = pn->memcg;
695
696         /* Update memcg */
697         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
698
699         /* Update lruvec */
700         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
701
702         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
703                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
704
705         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
706         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
707                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
708                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
709
710                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
711                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
712                 x = 0;
713         }
714         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
715 }
716
717 /**
718  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
719  * @lruvec: the lruvec
720  * @idx: the stat item
721  * @val: delta to add to the counter, can be negative
722  *
723  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
724  * function updates the all three counters that are affected by a
725  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
726  */
727 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
728                         int val)
729 {
730         /* Update node */
731         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
732
733         /* Update memcg and lruvec */
734         if (!mem_cgroup_disabled())
735                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
736 }
737
738 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
739                              int val)
740 {
741         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
742         struct mem_cgroup *memcg;
743         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
744         struct lruvec *lruvec;
745
746         rcu_read_lock();
747         memcg = page_memcg(head);
748         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
749         if (!memcg) {
750                 rcu_read_unlock();
751                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
752                 return;
753         }
754
755         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
756         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
757         rcu_read_unlock();
758 }
759 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
760
761 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
762 {
763         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
764         struct mem_cgroup *memcg;
765         struct lruvec *lruvec;
766
767         rcu_read_lock();
768         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
769
770         /*
771          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
772          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
773          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
774          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
775          */
776         if (!memcg) {
777                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
778         } else {
779                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
780                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
781         }
782         rcu_read_unlock();
783 }
784
785 /*
786  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
787  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
788  */
789 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
790                                      struct pglist_data *pgdat,
791                                      enum node_stat_item idx, int nr)
792 {
793         struct mem_cgroup *memcg;
794         struct lruvec *lruvec;
795
796         rcu_read_lock();
797         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
798         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
799         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
800         rcu_read_unlock();
801 }
802
803 /**
804  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
805  * @memcg: the memory cgroup
806  * @idx: the event item
807  * @count: the number of events that occurred
808  */
809 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
810                           unsigned long count)
811 {
812         if (mem_cgroup_disabled())
813                 return;
814
815         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
816         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
817 }
818
819 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
820 {
821         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
822 }
823
824 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
825 {
826         long x = 0;
827         int cpu;
828
829         for_each_possible_cpu(cpu)
830                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
831         return x;
832 }
833
834 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
835                                          struct page *page,
836                                          int nr_pages)
837 {
838         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
839         if (nr_pages > 0)
840                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
841         else {
842                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
843                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
844         }
845
846         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
847 }
848
849 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
850                                        enum mem_cgroup_events_target target)
851 {
852         unsigned long val, next;
853
854         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
855         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
856         /* from time_after() in jiffies.h */
857         if ((long)(next - val) < 0) {
858                 switch (target) {
859                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
860                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
861                         break;
862                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
863                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
864                         break;
865                 default:
866                         break;
867                 }
868                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
869                 return true;
870         }
871         return false;
872 }
873
874 /*
875  * Check events in order.
876  *
877  */
878 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
879 {
880         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
881         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
882                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
883                 bool do_softlimit;
884
885                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
886                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
887                 mem_cgroup_threshold(memcg);
888                 if (unlikely(do_softlimit))
889                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
890         }
891 }
892
893 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
894 {
895         /*
896          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
897          * if it races with swapoff, page migration, etc.
898          * So this can be called with p == NULL.
899          */
900         if (unlikely(!p))
901                 return NULL;
902
903         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
906
907 /**
908  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
909  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
910  *
911  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
912  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
913  * returned.
914  */
915 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
916 {
917         struct mem_cgroup *memcg;
918
919         if (mem_cgroup_disabled())
920                 return NULL;
921
922         rcu_read_lock();
923         do {
924                 /*
925                  * Page cache insertions can happen without an
926                  * actual mm context, e.g. during disk probing
927                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
928                  */
929                 if (unlikely(!mm))
930                         memcg = root_mem_cgroup;
931                 else {
932                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
933                         if (unlikely(!memcg))
934                                 memcg = root_mem_cgroup;
935                 }
936         } while (!css_tryget(&memcg->css));
937         rcu_read_unlock();
938         return memcg;
939 }
940 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
941
942 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
943 {
944         if (in_interrupt())
945                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
946         else
947                 return current->active_memcg;
948 }
949
950 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
951 {
952         /* Allow remote memcg charging from any context. */
953         if (unlikely(active_memcg()))
954                 return false;
955
956         /* Memcg to charge can't be determined. */
957         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
958                 return true;
959
960         return false;
961 }
962
963 /**
964  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
965  * @root: hierarchy root
966  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
967  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
968  *
969  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
970  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
971  *
972  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
973  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
974  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
975  *
976  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
977  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
978  * same node.
979  */
980 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
981                                    struct mem_cgroup *prev,
982                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
983 {
984         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
985         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
986         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
987         struct mem_cgroup *pos = NULL;
988
989         if (mem_cgroup_disabled())
990                 return NULL;
991
992         if (!root)
993                 root = root_mem_cgroup;
994
995         if (prev && !reclaim)
996                 pos = prev;
997
998         rcu_read_lock();
999
1000         if (reclaim) {
1001                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1002
1003                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1004                 iter = &mz->iter;
1005
1006                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1007                         goto out_unlock;
1008
1009                 while (1) {
1010                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1011                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1012                                 break;
1013                         /*
1014                          * css reference reached zero, so iter->position will
1015                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1016                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1017                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1018                          * might block it. So we clear iter->position right
1019                          * away.
1020                          */
1021                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1022                 }
1023         }
1024
1025         if (pos)
1026                 css = &pos->css;
1027
1028         for (;;) {
1029                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1030                 if (!css) {
1031                         /*
1032                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1033                          * new one might jump in right at the end of
1034                          * the hierarchy - make sure they see at least
1035                          * one group and restart from the beginning.
1036                          */
1037                         if (!prev)
1038                                 continue;
1039                         break;
1040                 }
1041
1042                 /*
1043                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1044                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1045                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1046                  */
1047                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1048
1049                 if (css == &root->css)
1050                         break;
1051
1052                 if (css_tryget(css))
1053                         break;
1054
1055                 memcg = NULL;
1056         }
1057
1058         if (reclaim) {
1059                 /*
1060                  * The position could have already been updated by a competing
1061                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1062                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1063                  */
1064                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1065
1066                 if (pos)
1067                         css_put(&pos->css);
1068
1069                 if (!memcg)
1070                         iter->generation++;
1071                 else if (!prev)
1072                         reclaim->generation = iter->generation;
1073         }
1074
1075 out_unlock:
1076         rcu_read_unlock();
1077         if (prev && prev != root)
1078                 css_put(&prev->css);
1079
1080         return memcg;
1081 }
1082
1083 /**
1084  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1085  * @root: hierarchy root
1086  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1087  */
1088 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1089                            struct mem_cgroup *prev)
1090 {
1091         if (!root)
1092                 root = root_mem_cgroup;
1093         if (prev && prev != root)
1094                 css_put(&prev->css);
1095 }
1096
1097 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1098                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1099 {
1100         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1101         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1102         int nid;
1103
1104         for_each_node(nid) {
1105                 mz = from->nodeinfo[nid];
1106                 iter = &mz->iter;
1107                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1108         }
1109 }
1110
1111 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1112 {
1113         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1114         struct mem_cgroup *last;
1115
1116         do {
1117                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1118                 last = memcg;
1119         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1120
1121         /*
1122          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1123          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1124          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1125          * dead_memcg from cgroup root separately.
1126          */
1127         if (last != root_mem_cgroup)
1128                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1129                                                 dead_memcg);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1134  * @memcg: hierarchy root
1135  * @fn: function to call for each task
1136  * @arg: argument passed to @fn
1137  *
1138  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1139  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1140  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1141  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1142  *
1143  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1144  */
1145 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1146                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1147 {
1148         struct mem_cgroup *iter;
1149         int ret = 0;
1150
1151         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1152
1153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1154                 struct css_task_iter it;
1155                 struct task_struct *task;
1156
1157                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1158                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1159                         ret = fn(task, arg);
1160                 css_task_iter_end(&it);
1161                 if (ret) {
1162                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1163                         break;
1164                 }
1165         }
1166         return ret;
1167 }
1168
1169 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1170 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1171 {
1172         struct mem_cgroup *memcg;
1173
1174         if (mem_cgroup_disabled())
1175                 return;
1176
1177         memcg = page_memcg(page);
1178
1179         if (!memcg)
1180                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1181         else
1182                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1183 }
1184 #endif
1185
1186 /**
1187  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1188  * @page: the page
1189  *
1190  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1191  * - page locked
1192  * - PageLRU cleared
1193  * - lock_page_memcg()
1194  * - page->_refcount is zero
1195  */
1196 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1197 {
1198         struct lruvec *lruvec;
1199         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1200
1201         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1202         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1203
1204         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1205
1206         return lruvec;
1207 }
1208
1209 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1210 {
1211         struct lruvec *lruvec;
1212         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1213
1214         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1215         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1216
1217         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1218
1219         return lruvec;
1220 }
1221
1222 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1223 {
1224         struct lruvec *lruvec;
1225         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1226
1227         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1228         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1229
1230         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1231
1232         return lruvec;
1233 }
1234
1235 /**
1236  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1237  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1238  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1239  * @zid: zone id of the accounted pages
1240  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1241  *
1242  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1243  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1244  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1245  */
1246 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1247                                 int zid, int nr_pages)
1248 {
1249         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1250         unsigned long *lru_size;
1251         long size;
1252
1253         if (mem_cgroup_disabled())
1254                 return;
1255
1256         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1257         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1258
1259         if (nr_pages < 0)
1260                 *lru_size += nr_pages;
1261
1262         size = *lru_size;
1263         if (WARN_ONCE(size < 0,
1264                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1265                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1266                 VM_BUG_ON(1);
1267                 *lru_size = 0;
1268         }
1269
1270         if (nr_pages > 0)
1271                 *lru_size += nr_pages;
1272 }
1273
1274 /**
1275  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1276  * @memcg: the memory cgroup
1277  *
1278  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1279  * pages.
1280  */
1281 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1282 {
1283         unsigned long margin = 0;
1284         unsigned long count;
1285         unsigned long limit;
1286
1287         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1288         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1289         if (count < limit)
1290                 margin = limit - count;
1291
1292         if (do_memsw_account()) {
1293                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1294                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1295                 if (count < limit)
1296                         margin = min(margin, limit - count);
1297                 else
1298                         margin = 0;
1299         }
1300
1301         return margin;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1306  *
1307  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1308  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1309  * caused by "move".
1310  */
1311 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup *from;
1314         struct mem_cgroup *to;
1315         bool ret = false;
1316         /*
1317          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1318          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1319          */
1320         spin_lock(&mc.lock);
1321         from = mc.from;
1322         to = mc.to;
1323         if (!from)
1324                 goto unlock;
1325
1326         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1327                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1328 unlock:
1329         spin_unlock(&mc.lock);
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1336                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1337                         DEFINE_WAIT(wait);
1338                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1339                         /* moving charge context might have finished. */
1340                         if (mc.moving_task)
1341                                 schedule();
1342                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1343                         return true;
1344                 }
1345         }
1346         return false;
1347 }
1348
1349 struct memory_stat {
1350         const char *name;
1351         unsigned int idx;
1352 };
1353
1354 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1355         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1356         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1357         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1358         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1359         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1360         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1361         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1362         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1363         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1364         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1365 #ifdef CONFIG_SWAP
1366         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1367 #endif
1368 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1369         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1370         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1371         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1372 #endif
1373         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1374         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1375         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1376         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1377         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1378         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1379         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1380
1381         /* The memory events */
1382         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1383         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1384         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1385         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1386         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1387         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1388         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1389 };
1390
1391 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1392 static int memcg_page_state_unit(int item)
1393 {
1394         switch (item) {
1395         case MEMCG_PERCPU_B:
1396         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1397         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1398         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1399         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1400         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1401         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1402         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1403         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1404         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1405                 return 1;
1406         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1407                 return SZ_1K;
1408         default:
1409                 return PAGE_SIZE;
1410         }
1411 }
1412
1413 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1414                                                     int item)
1415 {
1416         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1417 }
1418
1419 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         struct seq_buf s;
1422         int i;
1423
1424         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1425         if (!s.buffer)
1426                 return NULL;
1427
1428         /*
1429          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1430          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1431          *
1432          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1433          * 1) generic big picture -> specifics and details
1434          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1435          *
1436          * Current memory state:
1437          */
1438         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
1439
1440         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1441                 u64 size;
1442
1443                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1444                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1445
1446                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1447                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1448                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1449                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1450                 }
1451         }
1452
1453         /* Accumulated memory events */
1454
1455         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1456                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1457         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1458                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1459         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1460                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1461         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1462                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1463                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1464         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1465                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1466                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1467         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1468                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1469         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1470                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1471         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1472                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1473         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1474                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1475
1476 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1477         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1478                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1479         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1480                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1481 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1482
1483         /* The above should easily fit into one page */
1484         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1485
1486         return s.buffer;
1487 }
1488
1489 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1490 /**
1491  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1492  * memory controller.
1493  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1494  * @p: Task that is going to be killed
1495  *
1496  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1497  * enabled
1498  */
1499 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1500 {
1501         rcu_read_lock();
1502
1503         if (memcg) {
1504                 pr_cont(",oom_memcg=");
1505                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1506         } else
1507                 pr_cont(",global_oom");
1508         if (p) {
1509                 pr_cont(",task_memcg=");
1510                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1511         }
1512         rcu_read_unlock();
1513 }
1514
1515 /**
1516  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1517  * memory controller.
1518  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1519  */
1520 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1521 {
1522         char *buf;
1523
1524         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1525                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1526                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1527         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1528                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1529                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1530                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1531         else {
1532                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1533                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1534                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1535                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1536                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1537                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1538         }
1539
1540         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1541         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1542         pr_cont(":");
1543         buf = memory_stat_format(memcg);
1544         if (!buf)
1545                 return;
1546         pr_info("%s", buf);
1547         kfree(buf);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1552  */
1553 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1554 {
1555         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1556
1557         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1558                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1559                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1560                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1561         } else { /* v1 */
1562                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1563                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1564                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1565
1566                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1567                 }
1568         }
1569         return max;
1570 }
1571
1572 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1573 {
1574         return page_counter_read(&memcg->memory);
1575 }
1576
1577 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1578                                      int order)
1579 {
1580         struct oom_control oc = {
1581                 .zonelist = NULL,
1582                 .nodemask = NULL,
1583                 .memcg = memcg,
1584                 .gfp_mask = gfp_mask,
1585                 .order = order,
1586         };
1587         bool ret = true;
1588
1589         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1590                 return true;
1591
1592         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1593                 goto unlock;
1594
1595         /*
1596          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1597          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1598          */
1599         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1600
1601 unlock:
1602         mutex_unlock(&oom_lock);
1603         return ret;
1604 }
1605
1606 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1607                                    pg_data_t *pgdat,
1608                                    gfp_t gfp_mask,
1609                                    unsigned long *total_scanned)
1610 {
1611         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1612         int total = 0;
1613         int loop = 0;
1614         unsigned long excess;
1615         unsigned long nr_scanned;
1616         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1617                 .pgdat = pgdat,
1618         };
1619
1620         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1621
1622         while (1) {
1623                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1624                 if (!victim) {
1625                         loop++;
1626                         if (loop >= 2) {
1627                                 /*
1628                                  * If we have not been able to reclaim
1629                                  * anything, it might because there are
1630                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1631                                  */
1632                                 if (!total)
1633                                         break;
1634                                 /*
1635                                  * We want to do more targeted reclaim.
1636                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1637                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1638                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1639                                  */
1640                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1641                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1642                                         break;
1643                         }
1644                         continue;
1645                 }
1646                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1647                                         pgdat, &nr_scanned);
1648                 *total_scanned += nr_scanned;
1649                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1650                         break;
1651         }
1652         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1653         return total;
1654 }
1655
1656 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1657 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1658         .name = "memcg_oom_lock",
1659 };
1660 #endif
1661
1662 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1663
1664 /*
1665  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1666  * If someone is running, return false.
1667  */
1668 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1671
1672         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1673
1674         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1675                 if (iter->oom_lock) {
1676                         /*
1677                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1678                          * so we cannot give a lock.
1679                          */
1680                         failed = iter;
1681                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1682                         break;
1683                 } else
1684                         iter->oom_lock = true;
1685         }
1686
1687         if (failed) {
1688                 /*
1689                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1690                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1691                  */
1692                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1693                         if (iter == failed) {
1694                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1695                                 break;
1696                         }
1697                         iter->oom_lock = false;
1698                 }
1699         } else
1700                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1701
1702         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1703
1704         return !failed;
1705 }
1706
1707 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         struct mem_cgroup *iter;
1710
1711         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1712         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1714                 iter->oom_lock = false;
1715         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1716 }
1717
1718 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1719 {
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1723         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1724                 iter->under_oom++;
1725         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1726 }
1727
1728 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1729 {
1730         struct mem_cgroup *iter;
1731
1732         /*
1733          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1734          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1735          */
1736         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1737         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1738                 if (iter->under_oom > 0)
1739                         iter->under_oom--;
1740         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1741 }
1742
1743 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1744
1745 struct oom_wait_info {
1746         struct mem_cgroup *memcg;
1747         wait_queue_entry_t      wait;
1748 };
1749
1750 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1751         unsigned mode, int sync, void *arg)
1752 {
1753         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1754         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1755         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1756
1757         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1758         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1759
1760         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1761             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1762                 return 0;
1763         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1764 }
1765
1766 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         /*
1769          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1770          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1771          * this function is called as a result of userland actions
1772          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1773          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1774          * triggering notification.
1775          */
1776         if (memcg && memcg->under_oom)
1777                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1778 }
1779
1780 enum oom_status {
1781         OOM_SUCCESS,
1782         OOM_FAILED,
1783         OOM_ASYNC,
1784         OOM_SKIPPED
1785 };
1786
1787 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1788 {
1789         enum oom_status ret;
1790         bool locked;
1791
1792         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1793                 return OOM_SKIPPED;
1794
1795         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1796
1797         /*
1798          * We are in the middle of the charge context here, so we
1799          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1800          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1801          *
1802          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1803          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1804          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1805          * released.
1806          *
1807          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1808          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1809          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1810          * invoke the oom killer here.
1811          *
1812          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1813          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1814          */
1815         if (memcg->oom_kill_disable) {
1816                 if (!current->in_user_fault)
1817                         return OOM_SKIPPED;
1818                 css_get(&memcg->css);
1819                 current->memcg_in_oom = memcg;
1820                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1821                 current->memcg_oom_order = order;
1822
1823                 return OOM_ASYNC;
1824         }
1825
1826         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1827
1828         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1829
1830         if (locked)
1831                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1832
1833         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1834         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1835                 ret = OOM_SUCCESS;
1836         else
1837                 ret = OOM_FAILED;
1838
1839         if (locked)
1840                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1841
1842         return ret;
1843 }
1844
1845 /**
1846  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1847  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1848  *
1849  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1850  * handler was enabled.
1851  *
1852  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1853  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1854  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1855  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1856  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1857  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1858  *
1859  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1860  * completed, %false otherwise.
1861  */
1862 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1863 {
1864         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1865         struct oom_wait_info owait;
1866         bool locked;
1867
1868         /* OOM is global, do not handle */
1869         if (!memcg)
1870                 return false;
1871
1872         if (!handle)
1873                 goto cleanup;
1874
1875         owait.memcg = memcg;
1876         owait.wait.flags = 0;
1877         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1878         owait.wait.private = current;
1879         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1880
1881         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1882         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1883
1884         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1885
1886         if (locked)
1887                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1888
1889         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1890                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1891                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1892                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1893                                          current->memcg_oom_order);
1894         } else {
1895                 schedule();
1896                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1897                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1898         }
1899
1900         if (locked) {
1901                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1902                 /*
1903                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1904                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1905                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1906                  */
1907                 memcg_oom_recover(memcg);
1908         }
1909 cleanup:
1910         current->memcg_in_oom = NULL;
1911         css_put(&memcg->css);
1912         return true;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1917  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1918  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1919  *
1920  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1921  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1922  *
1923  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1924  */
1925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1926                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1927 {
1928         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1929         struct mem_cgroup *memcg;
1930
1931         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1932                 return NULL;
1933
1934         if (!oom_domain)
1935                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1936
1937         rcu_read_lock();
1938
1939         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1940         if (memcg == root_mem_cgroup)
1941                 goto out;
1942
1943         /*
1944          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1945          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1946          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1947          */
1948         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1949                 goto out;
1950
1951         /*
1952          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1953          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1954          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1955          */
1956         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1957                 if (memcg->oom_group)
1958                         oom_group = memcg;
1959
1960                 if (memcg == oom_domain)
1961                         break;
1962         }
1963
1964         if (oom_group)
1965                 css_get(&oom_group->css);
1966 out:
1967         rcu_read_unlock();
1968
1969         return oom_group;
1970 }
1971
1972 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1973 {
1974         pr_info("Tasks in ");
1975         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1976         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1977 }
1978
1979 /**
1980  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
1981  * @page: the page
1982  *
1983  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1984  * another cgroup.
1985  *
1986  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
1987  * for the lifetime of the page.
1988  */
1989 void lock_page_memcg(struct page *page)
1990 {
1991         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
1992         struct mem_cgroup *memcg;
1993         unsigned long flags;
1994
1995         /*
1996          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1997          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1998          * because page moving starts with an RCU grace period.
1999          */
2000         rcu_read_lock();
2001
2002         if (mem_cgroup_disabled())
2003                 return;
2004 again:
2005         memcg = page_memcg(head);
2006         if (unlikely(!memcg))
2007                 return;
2008
2009 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2010         local_irq_save(flags);
2011         might_lock(&memcg->move_lock);
2012         local_irq_restore(flags);
2013 #endif
2014
2015         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2016                 return;
2017
2018         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2019         if (memcg != page_memcg(head)) {
2020                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2021                 goto again;
2022         }
2023
2024         /*
2025          * When charge migration first begins, we can have multiple
2026          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2027          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2028          * move_lock for unlock_page_memcg().
2029          */
2030         memcg->move_lock_task = current;
2031         memcg->move_lock_flags = flags;
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2034
2035 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2036 {
2037         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2038                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2039
2040                 memcg->move_lock_task = NULL;
2041                 memcg->move_lock_flags = 0;
2042
2043                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2044         }
2045
2046         rcu_read_unlock();
2047 }
2048
2049 /**
2050  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2051  * @page: the page
2052  */
2053 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2054 {
2055         struct page *head = compound_head(page);
2056
2057         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2058 }
2059 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2060
2061 struct obj_stock {
2062 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2063         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2064         struct pglist_data *cached_pgdat;
2065         unsigned int nr_bytes;
2066         int nr_slab_reclaimable_b;
2067         int nr_slab_unreclaimable_b;
2068 #else
2069         int dummy[0];
2070 #endif
2071 };
2072
2073 struct memcg_stock_pcp {
2074         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2075         unsigned int nr_pages;
2076         struct obj_stock task_obj;
2077         struct obj_stock irq_obj;
2078
2079         struct work_struct work;
2080         unsigned long flags;
2081 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2082 };
2083 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2084 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2085
2086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2087 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2088 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2089                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2090
2091 #else
2092 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2093 {
2094 }
2095 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2096                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2097 {
2098         return false;
2099 }
2100 #endif
2101
2102 /*
2103  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2104  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2105  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2106  * task context and interrupt context access respectively.
2107  *
2108  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2109  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2110  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2111  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2112  */
2113 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2114 {
2115         struct memcg_stock_pcp *stock;
2116
2117         if (likely(in_task())) {
2118                 *pflags = 0UL;
2119                 preempt_disable();
2120                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2121                 return &stock->task_obj;
2122         }
2123
2124         local_irq_save(*pflags);
2125         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2126         return &stock->irq_obj;
2127 }
2128
2129 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2130 {
2131         if (likely(in_task()))
2132                 preempt_enable();
2133         else
2134                 local_irq_restore(flags);
2135 }
2136
2137 /**
2138  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2139  * @memcg: memcg to consume from.
2140  * @nr_pages: how many pages to charge.
2141  *
2142  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2143  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2144  * service an allocation will refill the stock.
2145  *
2146  * returns true if successful, false otherwise.
2147  */
2148 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2149 {
2150         struct memcg_stock_pcp *stock;
2151         unsigned long flags;
2152         bool ret = false;
2153
2154         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2155                 return ret;
2156
2157         local_irq_save(flags);
2158
2159         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2160         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2161                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2162                 ret = true;
2163         }
2164
2165         local_irq_restore(flags);
2166
2167         return ret;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2172  */
2173 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2174 {
2175         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2176
2177         if (!old)
2178                 return;
2179
2180         if (stock->nr_pages) {
2181                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2182                 if (do_memsw_account())
2183                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2184                 stock->nr_pages = 0;
2185         }
2186
2187         css_put(&old->css);
2188         stock->cached = NULL;
2189 }
2190
2191 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2192 {
2193         struct memcg_stock_pcp *stock;
2194         unsigned long flags;
2195
2196         /*
2197          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2198          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2199          */
2200         local_irq_save(flags);
2201
2202         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2203         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2204         if (in_task())
2205                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2206         drain_stock(stock);
2207         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2208
2209         local_irq_restore(flags);
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2214  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2215  */
2216 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2217 {
2218         struct memcg_stock_pcp *stock;
2219         unsigned long flags;
2220
2221         local_irq_save(flags);
2222
2223         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2224         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2225                 drain_stock(stock);
2226                 css_get(&memcg->css);
2227                 stock->cached = memcg;
2228         }
2229         stock->nr_pages += nr_pages;
2230
2231         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2232                 drain_stock(stock);
2233
2234         local_irq_restore(flags);
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2239  * of the hierarchy under it.
2240  */
2241 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2242 {
2243         int cpu, curcpu;
2244
2245         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2246         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2247                 return;
2248         /*
2249          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2250          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2251          * as well as workers from this path always operate on the local
2252          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2253          */
2254         curcpu = get_cpu();
2255         for_each_online_cpu(cpu) {
2256                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2257                 struct mem_cgroup *memcg;
2258                 bool flush = false;
2259
2260                 rcu_read_lock();
2261                 memcg = stock->cached;
2262                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2263                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2264                         flush = true;
2265                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2266                         flush = true;
2267                 rcu_read_unlock();
2268
2269                 if (flush &&
2270                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2271                         if (cpu == curcpu)
2272                                 drain_local_stock(&stock->work);
2273                         else
2274                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2275                 }
2276         }
2277         put_cpu();
2278         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2279 }
2280
2281 static void memcg_flush_lruvec_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2282 {
2283         int nid;
2284
2285         for_each_node(nid) {
2286                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
2287                 unsigned long stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
2288                 struct batched_lruvec_stat *lstatc;
2289                 int i;
2290
2291                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stat_cpu, cpu);
2292                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
2293                         stat[i] = lstatc->count[i];
2294                         lstatc->count[i] = 0;
2295                 }
2296
2297                 do {
2298                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
2299                                 atomic_long_add(stat[i], &pn->lruvec_stat[i]);
2300                 } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2301         }
2302 }
2303
2304 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2305 {
2306         struct memcg_stock_pcp *stock;
2307         struct mem_cgroup *memcg;
2308
2309         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2310         drain_stock(stock);
2311
2312         for_each_mem_cgroup(memcg)
2313                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
2314
2315         return 0;
2316 }
2317
2318 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2319                                   unsigned int nr_pages,
2320                                   gfp_t gfp_mask)
2321 {
2322         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2323
2324         do {
2325                 unsigned long pflags;
2326
2327                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2328                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2329                         continue;
2330
2331                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2332
2333                 psi_memstall_enter(&pflags);
2334                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2335                                                              gfp_mask, true);
2336                 psi_memstall_leave(&pflags);
2337         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2338                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2339
2340         return nr_reclaimed;
2341 }
2342
2343 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2344 {
2345         struct mem_cgroup *memcg;
2346
2347         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2348         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2353  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2354  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2355  */
2356 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2357
2358 /*
2359  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2360  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2361  * below.
2362  *
2363  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2364  *   overage ratio to a delay.
2365  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2366  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2367  *   to produce a reasonable delay curve.
2368  *
2369  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2370  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2371  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2372  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2373  * example, with a high of 100 megabytes:
2374  *
2375  *  +-------+------------------------+
2376  *  | usage | time to allocate in ms |
2377  *  +-------+------------------------+
2378  *  | 100M  |                      0 |
2379  *  | 101M  |                      6 |
2380  *  | 102M  |                     25 |
2381  *  | 103M  |                     57 |
2382  *  | 104M  |                    102 |
2383  *  | 105M  |                    159 |
2384  *  | 106M  |                    230 |
2385  *  | 107M  |                    313 |
2386  *  | 108M  |                    409 |
2387  *  | 109M  |                    518 |
2388  *  | 110M  |                    639 |
2389  *  | 111M  |                    774 |
2390  *  | 112M  |                    921 |
2391  *  | 113M  |                   1081 |
2392  *  | 114M  |                   1254 |
2393  *  | 115M  |                   1439 |
2394  *  | 116M  |                   1638 |
2395  *  | 117M  |                   1849 |
2396  *  | 118M  |                   2000 |
2397  *  | 119M  |                   2000 |
2398  *  | 120M  |                   2000 |
2399  *  +-------+------------------------+
2400  */
2401  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2402  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2403
2404 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2405 {
2406         u64 overage;
2407
2408         if (usage <= high)
2409                 return 0;
2410
2411         /*
2412          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2413          * it was a threshold of 1 page
2414          */
2415         high = max(high, 1UL);
2416
2417         overage = usage - high;
2418         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2419         return div64_u64(overage, high);
2420 }
2421
2422 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2423 {
2424         u64 overage, max_overage = 0;
2425
2426         do {
2427                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2428                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2429                 max_overage = max(overage, max_overage);
2430         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2431                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2432
2433         return max_overage;
2434 }
2435
2436 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2437 {
2438         u64 overage, max_overage = 0;
2439
2440         do {
2441                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2442                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2443                 if (overage)
2444                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2445                 max_overage = max(overage, max_overage);
2446         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2447                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2448
2449         return max_overage;
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2454  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2455  */
2456 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2457                                           unsigned int nr_pages,
2458                                           u64 max_overage)
2459 {
2460         unsigned long penalty_jiffies;
2461
2462         if (!max_overage)
2463                 return 0;
2464
2465         /*
2466          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2467          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2468          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2469          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2470          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2471          * overage amount.
2472          */
2473         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2474         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2475         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2476
2477         /*
2478          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2479          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2480          * 4N-sized allocation.
2481          *
2482          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2483          * larger the current charge patch is than that.
2484          */
2485         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2490  * and reclaims memory over the high limit.
2491  */
2492 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2493 {
2494         unsigned long penalty_jiffies;
2495         unsigned long pflags;
2496         unsigned long nr_reclaimed;
2497         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2498         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2499         struct mem_cgroup *memcg;
2500         bool in_retry = false;
2501
2502         if (likely(!nr_pages))
2503                 return;
2504
2505         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2506         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2507
2508 retry_reclaim:
2509         /*
2510          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2511          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2512          * or breaching resource isolation.
2513          *
2514          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2515          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2516          * allocator run every time an allocation is made.
2517          */
2518         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2519                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2520                                     GFP_KERNEL);
2521
2522         /*
2523          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2524          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2525          */
2526         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2527                                                mem_find_max_overage(memcg));
2528
2529         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2530                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2531
2532         /*
2533          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2534          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2535          * extremely slowly.
2536          */
2537         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2538
2539         /*
2540          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2541          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2542          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2543          * been aggressively reclaimed enough yet.
2544          */
2545         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2546                 goto out;
2547
2548         /*
2549          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2550          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2551          * throttling.
2552          */
2553         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2554                 in_retry = true;
2555                 goto retry_reclaim;
2556         }
2557
2558         /*
2559          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2560          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2561          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2562          */
2563         psi_memstall_enter(&pflags);
2564         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2565         psi_memstall_leave(&pflags);
2566
2567 out:
2568         css_put(&memcg->css);
2569 }
2570
2571 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2572                         unsigned int nr_pages)
2573 {
2574         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2575         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2576         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2577         struct page_counter *counter;
2578         enum oom_status oom_status;
2579         unsigned long nr_reclaimed;
2580         bool may_swap = true;
2581         bool drained = false;
2582         unsigned long pflags;
2583
2584 retry:
2585         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2586                 return 0;
2587
2588         if (!do_memsw_account() ||
2589             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2590                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2591                         goto done_restock;
2592                 if (do_memsw_account())
2593                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2594                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2595         } else {
2596                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2597                 may_swap = false;
2598         }
2599
2600         if (batch > nr_pages) {
2601                 batch = nr_pages;
2602                 goto retry;
2603         }
2604
2605         /*
2606          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2607          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2608          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2609          * and let these go through as privileged allocations.
2610          */
2611         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2612                 goto force;
2613
2614         /*
2615          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2616          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2617          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2618          * free their memory.
2619          */
2620         if (unlikely(should_force_charge()))
2621                 goto force;
2622
2623         /*
2624          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2625          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2626          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2627          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2628          */
2629         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2630                 goto force;
2631
2632         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2633                 goto nomem;
2634
2635         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2636                 goto nomem;
2637
2638         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2639
2640         psi_memstall_enter(&pflags);
2641         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2642                                                     gfp_mask, may_swap);
2643         psi_memstall_leave(&pflags);
2644
2645         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2646                 goto retry;
2647
2648         if (!drained) {
2649                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2650                 drained = true;
2651                 goto retry;
2652         }
2653
2654         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2655                 goto nomem;
2656         /*
2657          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2658          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2659          * before killing the task.
2660          *
2661          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2662          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2663          * to regular pages anyway in case of failure.
2664          */
2665         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2666                 goto retry;
2667         /*
2668          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2669          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2670          */
2671         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2672                 goto retry;
2673
2674         if (nr_retries--)
2675                 goto retry;
2676
2677         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2678                 goto nomem;
2679
2680         if (fatal_signal_pending(current))
2681                 goto force;
2682
2683         /*
2684          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2685          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2686          * couldn't make any progress.
2687          */
2688         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2689                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2690         switch (oom_status) {
2691         case OOM_SUCCESS:
2692                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2693                 goto retry;
2694         case OOM_FAILED:
2695                 goto force;
2696         default:
2697                 goto nomem;
2698         }
2699 nomem:
2700         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2701                 return -ENOMEM;
2702 force:
2703         /*
2704          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2705          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2706          * temporarily by force charging it.
2707          */
2708         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2709         if (do_memsw_account())
2710                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2711
2712         return 0;
2713
2714 done_restock:
2715         if (batch > nr_pages)
2716                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2717
2718         /*
2719          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2720          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2721          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2722          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2723          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2724          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2725          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2726          */
2727         do {
2728                 bool mem_high, swap_high;
2729
2730                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2731                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2732                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2733                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2734
2735                 /* Don't bother a random interrupted task */
2736                 if (in_interrupt()) {
2737                         if (mem_high) {
2738                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2739                                 break;
2740                         }
2741                         continue;
2742                 }
2743
2744                 if (mem_high || swap_high) {
2745                         /*
2746                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2747                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2748                          * of the memory or swap footprints.
2749                          *
2750                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2751                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2752                          * based on how much each task is actually allocating.
2753                          */
2754                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2755                         set_notify_resume(current);
2756                         break;
2757                 }
2758         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2759
2760         return 0;
2761 }
2762
2763 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2764                              unsigned int nr_pages)
2765 {
2766         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2767                 return 0;
2768
2769         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2770 }
2771
2772 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2773 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2774 {
2775         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2776                 return;
2777
2778         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2779         if (do_memsw_account())
2780                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2781 }
2782 #endif
2783
2784 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2785 {
2786         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2787         /*
2788          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2789          *
2790          * - the page lock
2791          * - LRU isolation
2792          * - lock_page_memcg()
2793          * - exclusive reference
2794          */
2795         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2796 }
2797
2798 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2799 {
2800         struct mem_cgroup *memcg;
2801
2802         rcu_read_lock();
2803 retry:
2804         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2805         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2806                 goto retry;
2807         rcu_read_unlock();
2808
2809         return memcg;
2810 }
2811
2812 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2813 /*
2814  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2815  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2816  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2817  */
2818 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2819
2820 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2821                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2822 {
2823         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2824         unsigned long memcg_data;
2825         void *vec;
2826
2827         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2828         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2829                            page_to_nid(page));
2830         if (!vec)
2831                 return -ENOMEM;
2832
2833         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2834         if (new_page) {
2835                 /*
2836                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2837                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2838                  * memcg_data can be simply assigned.
2839                  */
2840                 page->memcg_data = memcg_data;
2841         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2842                 /*
2843                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2844                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2845                  * objcg vector should be reused.
2846                  */
2847                 kfree(vec);
2848                 return 0;
2849         }
2850
2851         kmemleak_not_leak(vec);
2852         return 0;
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2857  *
2858  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2859  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2860  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2861  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2862  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2863  *
2864  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2865  * cgroup_mutex, etc.
2866  */
2867 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2868 {
2869         struct page *page;
2870
2871         if (mem_cgroup_disabled())
2872                 return NULL;
2873
2874         page = virt_to_head_page(p);
2875
2876         /*
2877          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2878          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2879          * the page->obj_cgroups.
2880          */
2881         if (page_objcgs_check(page)) {
2882                 struct obj_cgroup *objcg;
2883                 unsigned int off;
2884
2885                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2886                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2887                 if (objcg)
2888                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2889
2890                 return NULL;
2891         }
2892
2893         /*
2894          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2895          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2896          * at that moment, but it can be set concurrently.
2897          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2898          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2899          */
2900         return page_memcg_check(page);
2901 }
2902
2903 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2904 {
2905         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2906         struct mem_cgroup *memcg;
2907
2908         if (memcg_kmem_bypass())
2909                 return NULL;
2910
2911         rcu_read_lock();
2912         if (unlikely(active_memcg()))
2913                 memcg = active_memcg();
2914         else
2915                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2916
2917         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2918                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2919                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2920                         break;
2921                 objcg = NULL;
2922         }
2923         rcu_read_unlock();
2924
2925         return objcg;
2926 }
2927
2928 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2929 {
2930         int id, size;
2931         int err;
2932
2933         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2934                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2935         if (id < 0)
2936                 return id;
2937
2938         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2939                 return id;
2940
2941         /*
2942          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2943          * so we have to grow them.
2944          */
2945         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2946
2947         size = 2 * (id + 1);
2948         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2949                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2950         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2951                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2952
2953         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2954         if (!err)
2955                 memcg_nr_cache_ids = size;
2956
2957         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2958
2959         if (err) {
2960                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2961                 return err;
2962         }
2963         return id;
2964 }
2965
2966 static void memcg_free_cache_id(int id)
2967 {
2968         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2969 }
2970
2971 /*
2972  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2973  * @objcg: object cgroup to uncharge
2974  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2975  */
2976 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2977                                       unsigned int nr_pages)
2978 {
2979         struct mem_cgroup *memcg;
2980
2981         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2982
2983         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2984                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2985         refill_stock(memcg, nr_pages);
2986
2987         css_put(&memcg->css);
2988 }
2989
2990 /*
2991  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2992  * @objcg: object cgroup to charge
2993  * @gfp: reclaim mode
2994  * @nr_pages: number of pages to charge
2995  *
2996  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2997  */
2998 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
2999                                    unsigned int nr_pages)
3000 {
3001         struct page_counter *counter;
3002         struct mem_cgroup *memcg;
3003         int ret;
3004
3005         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3006
3007         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3008         if (ret)
3009                 goto out;
3010
3011         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3012             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3013
3014                 /*
3015                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3016                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3017                  * handling code.
3018                  */
3019                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3020                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3021                         goto out;
3022                 }
3023                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3024                 ret = -ENOMEM;
3025         }
3026 out:
3027         css_put(&memcg->css);
3028
3029         return ret;
3030 }
3031
3032 /**
3033  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3034  * @page: page to charge
3035  * @gfp: reclaim mode
3036  * @order: allocation order
3037  *
3038  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3039  */
3040 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3041 {
3042         struct obj_cgroup *objcg;
3043         int ret = 0;
3044
3045         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3046         if (objcg) {
3047                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3048                 if (!ret) {
3049                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3050                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3051                         return 0;
3052                 }
3053                 obj_cgroup_put(objcg);
3054         }
3055         return ret;
3056 }
3057
3058 /**
3059  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3060  * @page: page to uncharge
3061  * @order: allocation order
3062  */
3063 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3064 {
3065         struct obj_cgroup *objcg;
3066         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3067
3068         if (!PageMemcgKmem(page))
3069                 return;
3070
3071         objcg = __page_objcg(page);
3072         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3073         page->memcg_data = 0;
3074         obj_cgroup_put(objcg);
3075 }
3076
3077 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3078                      enum node_stat_item idx, int nr)
3079 {
3080         unsigned long flags;
3081         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3082         int *bytes;
3083
3084         /*
3085          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3086          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3087          * changes.
3088          */
3089         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3090                 drain_obj_stock(stock);
3091                 obj_cgroup_get(objcg);
3092                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3093                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3094                 stock->cached_objcg = objcg;
3095                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3096         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3097                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3098                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3099                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3100                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3101                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3102                 }
3103                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3104                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3105                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3106                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3107                 }
3108                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3109         }
3110
3111         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3112                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3113         /*
3114          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3115          * cached locally at least once before pushing it out.
3116          */
3117         if (!*bytes) {
3118                 *bytes = nr;
3119                 nr = 0;
3120         } else {
3121                 *bytes += nr;
3122                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3123                         nr = *bytes;
3124                         *bytes = 0;
3125                 } else {
3126                         nr = 0;
3127                 }
3128         }
3129         if (nr)
3130                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3131
3132         put_obj_stock(flags);
3133 }
3134
3135 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3136 {
3137         unsigned long flags;
3138         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3139         bool ret = false;
3140
3141         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3142                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3143                 ret = true;
3144         }
3145
3146         put_obj_stock(flags);
3147
3148         return ret;
3149 }
3150
3151 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3152 {
3153         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3154
3155         if (!old)
3156                 return;
3157
3158         if (stock->nr_bytes) {
3159                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3160                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3161
3162                 if (nr_pages)
3163                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3164
3165                 /*
3166                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3167                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3168                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3169                  * refill_obj_stock().
3170                  *
3171                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3172                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3173                  * so it might be changed in the future.
3174                  */
3175                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3176                 stock->nr_bytes = 0;
3177         }
3178
3179         /*
3180          * Flush the vmstat data in current stock
3181          */
3182         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3183                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3184                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3185                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3186                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3187                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3188                 }
3189                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3190                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3191                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3192                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3193                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3194                 }
3195                 stock->cached_pgdat = NULL;
3196         }
3197
3198         obj_cgroup_put(old);
3199         stock->cached_objcg = NULL;
3200 }
3201
3202 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3203                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3204 {
3205         struct mem_cgroup *memcg;
3206
3207         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3208                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3209                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3210                         return true;
3211         }
3212         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3213                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3214                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3215                         return true;
3216         }
3217
3218         return false;
3219 }
3220
3221 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3222                              bool allow_uncharge)
3223 {
3224         unsigned long flags;
3225         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3226         unsigned int nr_pages = 0;
3227
3228         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3229                 drain_obj_stock(stock);
3230                 obj_cgroup_get(objcg);
3231                 stock->cached_objcg = objcg;
3232                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3233                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3234                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3235         }
3236         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3237
3238         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3239                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3240                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3241         }
3242
3243         put_obj_stock(flags);
3244
3245         if (nr_pages)
3246                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3247 }
3248
3249 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3250 {
3251         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3252         int ret;
3253
3254         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3255                 return 0;
3256
3257         /*
3258          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3259          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3260          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3261          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3262          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3263          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3264          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3265          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3266          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3267          *
3268          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3269          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3270          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3271          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3272          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3273          * page uncharge right after a page charge, we set the
3274          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3275          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3276          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3277          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3278          * race.
3279          */
3280         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3281         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3282
3283         if (nr_bytes)
3284                 nr_pages += 1;
3285
3286         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3287         if (!ret && nr_bytes)
3288                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3289
3290         return ret;
3291 }
3292
3293 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3294 {
3295         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3296 }
3297
3298 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3299
3300 /*
3301  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3302  */
3303 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3304 {
3305         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3306         int i;
3307
3308         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3309                 return;
3310
3311         for (i = 1; i < nr; i++)
3312                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3313
3314         if (PageMemcgKmem(head))
3315                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3316         else
3317                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3318 }
3319
3320 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3321 /**
3322  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3323  * @entry: swap entry to be moved
3324  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3325  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3326  *
3327  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3328  * as the mem_cgroup's id of @from.
3329  *
3330  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3331  *
3332  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3333  * both res and memsw, and called css_get().
3334  */
3335 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3336                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3337 {
3338         unsigned short old_id, new_id;
3339
3340         old_id = mem_cgroup_id(from);
3341         new_id = mem_cgroup_id(to);
3342
3343         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3344                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3345                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3346                 return 0;
3347         }
3348         return -EINVAL;
3349 }
3350 #else
3351 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3352                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3353 {
3354         return -EINVAL;
3355 }
3356 #endif
3357
3358 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3359
3360 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3361                                  unsigned long max, bool memsw)
3362 {
3363         bool enlarge = false;
3364         bool drained = false;
3365         int ret;
3366         bool limits_invariant;
3367         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3368
3369         do {
3370                 if (signal_pending(current)) {
3371                         ret = -EINTR;
3372                         break;
3373                 }
3374
3375                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3376                 /*
3377                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3378                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3379                  */
3380                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3381                                            max <= memcg->memsw.max;
3382                 if (!limits_invariant) {
3383                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3384                         ret = -EINVAL;
3385                         break;
3386                 }
3387                 if (max > counter->max)
3388                         enlarge = true;
3389                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3390                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3391
3392                 if (!ret)
3393                         break;
3394
3395                 if (!drained) {
3396                         drain_all_stock(memcg);
3397                         drained = true;
3398                         continue;
3399                 }
3400
3401                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3402                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3403                         ret = -EBUSY;
3404                         break;
3405                 }
3406         } while (true);
3407
3408         if (!ret && enlarge)
3409                 memcg_oom_recover(memcg);
3410
3411         return ret;
3412 }
3413
3414 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3415                                             gfp_t gfp_mask,
3416                                             unsigned long *total_scanned)
3417 {
3418         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3419         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3420         unsigned long reclaimed;
3421         int loop = 0;
3422         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3423         unsigned long excess;
3424         unsigned long nr_scanned;
3425
3426         if (order > 0)
3427                 return 0;
3428
3429         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3430
3431         /*
3432          * Do not even bother to check the largest node if the root
3433          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3434          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3435          */
3436         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3437                 return 0;
3438
3439         /*
3440          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3441          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3442          * pressure
3443          */
3444         do {
3445                 if (next_mz)
3446                         mz = next_mz;
3447                 else
3448                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3449                 if (!mz)
3450                         break;
3451
3452                 nr_scanned = 0;
3453                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3454                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3455                 nr_reclaimed += reclaimed;
3456                 *total_scanned += nr_scanned;
3457                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3458                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3459
3460                 /*
3461                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3462                  * it is time to move on to the next cgroup
3463                  */
3464                 next_mz = NULL;
3465                 if (!reclaimed)
3466                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3467
3468                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3469                 /*
3470                  * One school of thought says that we should not add
3471                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3472                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3473                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3474                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3475                  * term TODO.
3476                  */
3477                 /* If excess == 0, no tree ops */
3478                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3479                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3480                 css_put(&mz->memcg->css);
3481                 loop++;
3482                 /*
3483                  * Could not reclaim anything and there are no more
3484                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3485                  * reclaiming anything.
3486                  */
3487                 if (!nr_reclaimed &&
3488                         (next_mz == NULL ||
3489                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3490                         break;
3491         } while (!nr_reclaimed);
3492         if (next_mz)
3493                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3494         return nr_reclaimed;
3495 }
3496
3497 /*
3498  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3499  *
3500  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3501  */
3502 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3503 {
3504         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3505
3506         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3507         lru_add_drain_all();
3508
3509         drain_all_stock(memcg);
3510
3511         /* try to free all pages in this cgroup */
3512         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3513                 int progress;
3514
3515                 if (signal_pending(current))
3516                         return -EINTR;
3517
3518                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3519                                                         GFP_KERNEL, true);
3520                 if (!progress) {
3521                         nr_retries--;
3522                         /* maybe some writeback is necessary */
3523                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3524                 }
3525
3526         }
3527
3528         return 0;
3529 }
3530
3531 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3532                                             char *buf, size_t nbytes,
3533                                             loff_t off)
3534 {
3535         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3536
3537         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3538                 return -EINVAL;
3539         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3540 }
3541
3542 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3543                                      struct cftype *cft)
3544 {
3545         return 1;
3546 }
3547
3548 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3549                                       struct cftype *cft, u64 val)
3550 {
3551         if (val == 1)
3552                 return 0;
3553
3554         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3555                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3556                      "depend on this functionality.\n");
3557
3558         return -EINVAL;
3559 }
3560
3561 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3562 {
3563         unsigned long val;
3564
3565         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3566                 cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3567                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3568                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3569                 if (swap)
3570                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3571         } else {
3572                 if (!swap)
3573                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3574                 else
3575                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3576         }
3577         return val;
3578 }
3579
3580 enum {
3581         RES_USAGE,
3582         RES_LIMIT,
3583         RES_MAX_USAGE,
3584         RES_FAILCNT,
3585         RES_SOFT_LIMIT,
3586 };
3587
3588 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3589                                struct cftype *cft)
3590 {
3591         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3592         struct page_counter *counter;
3593
3594         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3595         case _MEM:
3596                 counter = &memcg->memory;
3597                 break;
3598         case _MEMSWAP:
3599                 counter = &memcg->memsw;
3600                 break;
3601         case _KMEM:
3602                 counter = &memcg->kmem;
3603                 break;
3604         case _TCP:
3605                 counter = &memcg->tcpmem;
3606                 break;
3607         default:
3608                 BUG();
3609         }
3610
3611         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3612         case RES_USAGE:
3613                 if (counter == &memcg->memory)
3614                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3615                 if (counter == &memcg->memsw)
3616                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3617                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3618         case RES_LIMIT:
3619                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3620         case RES_MAX_USAGE:
3621                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3622         case RES_FAILCNT:
3623                 return counter->failcnt;
3624         case RES_SOFT_LIMIT:
3625                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3626         default:
3627                 BUG();
3628         }
3629 }
3630
3631 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3632 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3633 {
3634         struct obj_cgroup *objcg;
3635         int memcg_id;
3636
3637         if (cgroup_memory_nokmem)
3638                 return 0;
3639
3640         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3641         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3642
3643         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3644         if (memcg_id < 0)
3645                 return memcg_id;
3646
3647         objcg = obj_cgroup_alloc();
3648         if (!objcg) {
3649                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3650                 return -ENOMEM;
3651         }
3652         objcg->memcg = memcg;
3653         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3654
3655         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3656
3657         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3658         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3659
3660         return 0;
3661 }
3662
3663 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3664 {
3665         struct cgroup_subsys_state *css;
3666         struct mem_cgroup *parent, *child;
3667         int kmemcg_id;
3668
3669         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3670                 return;
3671
3672         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3673
3674         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3675         if (!parent)
3676                 parent = root_mem_cgroup;
3677
3678         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3679
3680         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3681         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3682
3683         /*
3684          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3685          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3686          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3687          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3688          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3689          * memcg_drain_all_list_lrus().
3690          */
3691         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3692         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3693                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3694                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3695                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3696         }
3697         rcu_read_unlock();
3698
3699         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3700
3701         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3702 }
3703
3704 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3705 {
3706         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3707         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3708                 memcg_offline_kmem(memcg);
3709 }
3710 #else
3711 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3712 {
3713         return 0;
3714 }
3715 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3716 {
3717 }
3718 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3719 {
3720 }
3721 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3722
3723 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3724                                  unsigned long max)
3725 {
3726         int ret;
3727
3728         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3729         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3730         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3731         return ret;
3732 }
3733
3734 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3735 {
3736         int ret;
3737
3738         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3739
3740         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3741         if (ret)
3742                 goto out;
3743
3744         if (!memcg->tcpmem_active) {
3745                 /*
3746                  * The active flag needs to be written after the static_key
3747                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3748                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3749                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3750                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3751                  *
3752                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3753                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3754                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3755                  * yet, we'll lose accounting.
3756                  *
3757                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3758                  * because when this value change, the code to process it is not
3759                  * patched in yet.
3760                  */
3761                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3762                 memcg->tcpmem_active = true;
3763         }
3764 out:
3765         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3766         return ret;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * The user of this function is...
3771  * RES_LIMIT.
3772  */
3773 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3774                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3775 {
3776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3777         unsigned long nr_pages;
3778         int ret;
3779
3780         buf = strstrip(buf);
3781         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3782         if (ret)
3783                 return ret;
3784
3785         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3786         case RES_LIMIT:
3787                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3788                         ret = -EINVAL;
3789                         break;
3790                 }
3791                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3792                 case _MEM:
3793                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3794                         break;
3795                 case _MEMSWAP:
3796                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3797                         break;
3798                 case _KMEM:
3799                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3800                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3801                                      "depend on this functionality.\n");
3802                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3803                         break;
3804                 case _TCP:
3805                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3806                         break;
3807                 }
3808                 break;
3809         case RES_SOFT_LIMIT:
3810                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3811                 ret = 0;
3812                 break;
3813         }
3814         return ret ?: nbytes;
3815 }
3816
3817 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3818                                 size_t nbytes, loff_t off)
3819 {
3820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3821         struct page_counter *counter;
3822
3823         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3824         case _MEM:
3825                 counter = &memcg->memory;
3826                 break;
3827         case _MEMSWAP:
3828                 counter = &memcg->memsw;
3829                 break;
3830         case _KMEM:
3831                 counter = &memcg->kmem;
3832                 break;
3833         case _TCP:
3834                 counter = &memcg->tcpmem;
3835                 break;
3836         default:
3837                 BUG();
3838         }
3839
3840         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3841         case RES_MAX_USAGE:
3842                 page_counter_reset_watermark(counter);
3843                 break;
3844         case RES_FAILCNT:
3845                 counter->failcnt = 0;
3846                 break;
3847         default:
3848                 BUG();
3849         }
3850
3851         return nbytes;
3852 }
3853
3854 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3855                                         struct cftype *cft)
3856 {
3857         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3858 }
3859
3860 #ifdef CONFIG_MMU
3861 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3862                                         struct cftype *cft, u64 val)
3863 {
3864         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3865
3866         if (val & ~MOVE_MASK)
3867                 return -EINVAL;
3868
3869         /*
3870          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3871          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3872          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3873          * affect task migrations starting after the change.
3874          */
3875         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3876         return 0;
3877 }
3878 #else
3879 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3880                                         struct cftype *cft, u64 val)
3881 {
3882         return -ENOSYS;
3883 }
3884 #endif
3885
3886 #ifdef CONFIG_NUMA
3887
3888 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3889 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3890 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3891
3892 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3893                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3894 {
3895         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3896         unsigned long nr = 0;
3897         enum lru_list lru;
3898
3899         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3900
3901         for_each_lru(lru) {
3902                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3903                         continue;
3904                 if (tree)
3905                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3906                 else
3907                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3908         }
3909         return nr;
3910 }
3911
3912 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3913                                              unsigned int lru_mask,
3914                                              bool tree)
3915 {
3916         unsigned long nr = 0;
3917         enum lru_list lru;
3918
3919         for_each_lru(lru) {
3920                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3921                         continue;
3922                 if (tree)
3923                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3924                 else
3925                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3926         }
3927         return nr;
3928 }
3929
3930 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3931 {
3932         struct numa_stat {
3933                 const char *name;
3934                 unsigned int lru_mask;
3935         };
3936
3937         static const struct numa_stat stats[] = {
3938                 { "total", LRU_ALL },
3939                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3940                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3941                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3942         };
3943         const struct numa_stat *stat;
3944         int nid;
3945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3946
3947         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3948
3949         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3950                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3951                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3952                                                    false));
3953                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3954                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3955                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3956                                                         stat->lru_mask, false));
3957                 seq_putc(m, '\n');
3958         }
3959
3960         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3961
3962                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3963                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3964                                                    true));
3965                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3966                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3967                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3968                                                         stat->lru_mask, true));
3969                 seq_putc(m, '\n');
3970         }
3971
3972         return 0;
3973 }
3974 #endif /* CONFIG_NUMA */
3975
3976 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3977         NR_FILE_PAGES,
3978         NR_ANON_MAPPED,
3979 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3980         NR_ANON_THPS,
3981 #endif
3982         NR_SHMEM,
3983         NR_FILE_MAPPED,
3984         NR_FILE_DIRTY,
3985         NR_WRITEBACK,
3986         MEMCG_SWAP,
3987 };
3988
3989 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3990         "cache",
3991         "rss",
3992 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3993         "rss_huge",
3994 #endif
3995         "shmem",
3996         "mapped_file",
3997         "dirty",
3998         "writeback",
3999         "swap",
4000 };
4001
4002 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4003 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4004         PGPGIN,
4005         PGPGOUT,
4006         PGFAULT,
4007         PGMAJFAULT,
4008 };
4009
4010 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4011 {
4012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4013         unsigned long memory, memsw;
4014         struct mem_cgroup *mi;
4015         unsigned int i;
4016
4017         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4018
4019         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
4020
4021         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4022                 unsigned long nr;
4023
4024                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4025                         continue;
4026                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4027                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4028         }
4029
4030         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4031                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4032                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4033
4034         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4035                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4036                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4037                            PAGE_SIZE);
4038
4039         /* Hierarchical information */
4040         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4041         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4042                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4043                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4044         }
4045         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4046                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4047         if (do_memsw_account())
4048                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4049                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4050
4051         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4052                 unsigned long nr;
4053
4054                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4055                         continue;
4056                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4057                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4058                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4059         }
4060
4061         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4062                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4063                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4064                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4065
4066         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4067                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4068                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4069                            PAGE_SIZE);
4070
4071 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4072         {
4073                 pg_data_t *pgdat;
4074                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4075                 unsigned long anon_cost = 0;
4076                 unsigned long file_cost = 0;
4077
4078                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4079                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4080
4081                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4082                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4083                 }
4084                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4085                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4086         }
4087 #endif
4088
4089         return 0;
4090 }
4091
4092 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4093                                       struct cftype *cft)
4094 {
4095         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4096
4097         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4098 }
4099
4100 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4101                                        struct cftype *cft, u64 val)
4102 {
4103         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4104
4105         if (val > 100)
4106                 return -EINVAL;
4107
4108         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4109                 memcg->swappiness = val;
4110         else
4111                 vm_swappiness = val;
4112
4113         return 0;
4114 }
4115
4116 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4117 {
4118         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4119         unsigned long usage;
4120         int i;
4121
4122         rcu_read_lock();
4123         if (!swap)
4124                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4125         else
4126                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4127
4128         if (!t)
4129                 goto unlock;
4130
4131         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4132
4133         /*
4134          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4135          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4136          * call of __mem_cgroup_threshold().
4137          */
4138         i = t->current_threshold;
4139
4140         /*
4141          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4142          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4143          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4144          * only one element of the array here.
4145          */
4146         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4147                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4148
4149         /* i = current_threshold + 1 */
4150         i++;
4151
4152         /*
4153          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4154          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4155          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4156          * only one element of the array here.
4157          */
4158         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4159                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4160
4161         /* Update current_threshold */
4162         t->current_threshold = i - 1;
4163 unlock:
4164         rcu_read_unlock();
4165 }
4166
4167 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4168 {
4169         while (memcg) {
4170                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4171                 if (do_memsw_account())
4172                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4173
4174                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4175         }
4176 }
4177
4178 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4179 {
4180         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4181         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4182
4183         if (_a->threshold > _b->threshold)
4184                 return 1;
4185
4186         if (_a->threshold < _b->threshold)
4187                 return -1;
4188
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4193 {
4194         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4195
4196         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4197
4198         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4199                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4200
4201         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4202         return 0;
4203 }
4204
4205 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4206 {
4207         struct mem_cgroup *iter;
4208
4209         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4210                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4211 }
4212
4213 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4214         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4215 {
4216         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4217         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4218         unsigned long threshold;
4219         unsigned long usage;
4220         int i, size, ret;
4221
4222         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4223         if (ret)
4224                 return ret;
4225
4226         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4227
4228         if (type == _MEM) {
4229                 thresholds = &memcg->thresholds;
4230                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4231         } else if (type == _MEMSWAP) {
4232                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4233                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4234         } else
4235                 BUG();
4236
4237         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4238         if (thresholds->primary)
4239                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4240
4241         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4242
4243         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4244         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4245         if (!new) {
4246                 ret = -ENOMEM;
4247                 goto unlock;
4248         }
4249         new->size = size;
4250
4251         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4252         if (thresholds->primary)
4253                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4254                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4255
4256         /* Add new threshold */
4257         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4258         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4259
4260         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4261         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4262                         compare_thresholds, NULL);
4263
4264         /* Find current threshold */
4265         new->current_threshold = -1;
4266         for (i = 0; i < size; i++) {
4267                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4268                         /*
4269                          * new->current_threshold will not be used until
4270                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4271                          * it here.
4272                          */
4273                         ++new->current_threshold;
4274                 } else
4275                         break;
4276         }
4277
4278         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4279         kfree(thresholds->spare);
4280         thresholds->spare = thresholds->primary;
4281
4282         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4283
4284         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4285         synchronize_rcu();
4286
4287 unlock:
4288         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4289
4290         return ret;
4291 }
4292
4293 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4294         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4295 {
4296         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4297 }
4298
4299 static int memsw_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, _MEMSWAP);
4303 }
4304
4305 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4306         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4307 {
4308         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4309         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4310         unsigned long usage;
4311         int i, j, size, entries;
4312
4313         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4314
4315         if (type == _MEM) {
4316                 thresholds = &memcg->thresholds;
4317                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4318         } else if (type == _MEMSWAP) {
4319                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4320                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4321         } else
4322                 BUG();
4323
4324         if (!thresholds->primary)
4325                 goto unlock;
4326
4327         /* Check if a threshold crossed before removing */
4328         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4329
4330         /* Calculate new number of threshold */
4331         size = entries = 0;
4332         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4333                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4334                         size++;
4335                 else
4336                         entries++;
4337         }
4338
4339         new = thresholds->spare;
4340
4341         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4342         if (!entries)
4343                 goto unlock;
4344
4345         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4346         if (!size) {
4347                 kfree(new);
4348                 new = NULL;
4349                 goto swap_buffers;
4350         }
4351
4352         new->size = size;
4353
4354         /* Copy thresholds and find current threshold */
4355         new->current_threshold = -1;
4356         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4357                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4358                         continue;
4359
4360                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4361                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4362                         /*
4363                          * new->current_threshold will not be used
4364                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4365                          * it here.
4366                          */
4367                         ++new->current_threshold;
4368                 }
4369                 j++;
4370         }
4371
4372 swap_buffers:
4373         /* Swap primary and spare array */
4374         thresholds->spare = thresholds->primary;
4375
4376         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4377
4378         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4379         synchronize_rcu();
4380
4381         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4382         if (!new) {
4383                 kfree(thresholds->spare);
4384                 thresholds->spare = NULL;
4385         }
4386 unlock:
4387         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4388 }
4389
4390 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4391         struct eventfd_ctx *eventfd)
4392 {
4393         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4394 }
4395
4396 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4397         struct eventfd_ctx *eventfd)
4398 {
4399         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4400 }
4401
4402 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4403         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4404 {
4405         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4406
4407         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4408         if (!event)
4409                 return -ENOMEM;
4410
4411         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4412
4413         event->eventfd = eventfd;
4414         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4415
4416         /* already in OOM ? */
4417         if (memcg->under_oom)
4418                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4419         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4420
4421         return 0;
4422 }
4423
4424 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4425         struct eventfd_ctx *eventfd)
4426 {
4427         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4428
4429         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4430
4431         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4432                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4433                         list_del(&ev->list);
4434                         kfree(ev);
4435                 }
4436         }
4437
4438         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4439 }
4440
4441 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4442 {
4443         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4444
4445         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4446         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4447         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4448                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4449         return 0;
4450 }
4451
4452 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4453         struct cftype *cft, u64 val)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4456
4457         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4458         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4459                 return -EINVAL;
4460
4461         memcg->oom_kill_disable = val;
4462         if (!val)
4463                 memcg_oom_recover(memcg);
4464
4465         return 0;
4466 }
4467
4468 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4469
4470 #include <trace/events/writeback.h>
4471
4472 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4473 {
4474         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4475 }
4476
4477 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4478 {
4479         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4480 }
4481
4482 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4483 {
4484         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4485 }
4486
4487 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4488 {
4489         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4490
4491         if (!memcg->css.parent)
4492                 return NULL;
4493
4494         return &memcg->cgwb_domain;
4495 }
4496
4497 /**
4498  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4499  * @wb: bdi_writeback in question
4500  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4501  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4502  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4503  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4504  *
4505  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4506  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4507  * is a bit more involved.
4508  *
4509  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4510  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4511  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4512  * available memory in the system.  The caller should further cap
4513  * *@pheadroom accordingly.
4514  */
4515 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4516                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4517                          unsigned long *pwriteback)
4518 {
4519         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4520         struct mem_cgroup *parent;
4521
4522         cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
4523
4524         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4525         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4526         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4527                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4528
4529         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4530         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4531                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4532                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4533                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4534
4535                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4536                 memcg = parent;
4537         }
4538 }
4539
4540 /*
4541  * Foreign dirty flushing
4542  *
4543  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4544  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4545  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4546  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4547  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4548  * different cgroups isn't a common use-case.
4549  *
4550  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4551  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4552  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4553  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4554  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4555  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4556  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4557  * make writeback of the dirty pages happen.
4558  *
4559  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4560  * severely throttled after making some progress after each
4561  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4562  * completely idle.
4563  *
4564  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4565  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4566  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4567  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4568  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4569  *
4570  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4571  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4572  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4573  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4574  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4575  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4576  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4577  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4578  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4579  *
4580  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4581  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4582  * records are lockless and racy.
4583  */
4584 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4585                                              struct bdi_writeback *wb)
4586 {
4587         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4588         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4589         u64 now = get_jiffies_64();
4590         u64 oldest_at = now;
4591         int oldest = -1;
4592         int i;
4593
4594         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4595
4596         /*
4597          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4598          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4599          * written out.
4600          */
4601         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4602                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4603                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4604                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4605                         break;
4606                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4607                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4608                         oldest = i;
4609                         oldest_at = frn->at;
4610                 }
4611         }
4612
4613         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4614                 /*
4615                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4616                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4617                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4618                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4619                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4620                  */
4621                 unsigned long update_intv =
4622                         min_t(unsigned long, HZ,
4623                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4624
4625                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4626                         frn->at = now;
4627         } else if (oldest >= 0) {
4628                 /* replace the oldest free one */
4629                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4630                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4631                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4632                 frn->at = now;
4633         }
4634 }
4635
4636 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4637 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4638 {
4639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4640         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4641         u64 now = jiffies_64;
4642         int i;
4643
4644         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4645                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4646
4647                 /*
4648                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4649                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4650                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4651                  * already one in flight.
4652                  */
4653                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4654                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4655                         frn->at = 0;
4656                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4657                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4658                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4659                                                &frn->done);
4660                 }
4661         }
4662 }
4663
4664 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4665
4666 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4667 {
4668         return 0;
4669 }
4670
4671 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4672 {
4673 }
4674
4675 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4676 {
4677 }
4678
4679 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4680
4681 /*
4682  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4683  *
4684  * "cgroup.event_control" implementation.
4685  *
4686  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4687  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4688  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4689  *
4690  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4691  * possible.
4692  */
4693
4694 /*
4695  * Unregister event and free resources.
4696  *
4697  * Gets called from workqueue.
4698  */
4699 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4700 {
4701         struct mem_cgroup_event *event =
4702                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4703         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4704
4705         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4706
4707         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4708
4709         /* Notify userspace the event is going away. */
4710         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4711
4712         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4713         kfree(event);
4714         css_put(&memcg->css);
4715 }
4716
4717 /*
4718  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4719  *
4720  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4721  */
4722 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4723                             int sync, void *key)
4724 {
4725         struct mem_cgroup_event *event =
4726                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4727         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4728         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4729
4730         if (flags & EPOLLHUP) {
4731                 /*
4732                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4733                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4734                  * for us.
4735                  *
4736                  * We can't race against event freeing since the other
4737                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4738                  * which we hold.
4739                  */
4740                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4741                 if (!list_empty(&event->list)) {
4742                         list_del_init(&event->list);
4743                         /*
4744                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4745                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4746                          */
4747                         schedule_work(&event->remove);
4748                 }
4749                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4750         }
4751
4752         return 0;
4753 }
4754
4755 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4756                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4757 {
4758         struct mem_cgroup_event *event =
4759                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4760
4761         event->wqh = wqh;
4762         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4763 }
4764
4765 /*
4766  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4767  *
4768  * Parse input and register new cgroup event handler.
4769  *
4770  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4771  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4772  */
4773 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4774                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4775 {
4776         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4777         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4778         struct mem_cgroup_event *event;
4779         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4780         unsigned int efd, cfd;
4781         struct fd efile;
4782         struct fd cfile;
4783         const char *name;
4784         char *endp;
4785         int ret;
4786
4787         buf = strstrip(buf);
4788
4789         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4790         if (*endp != ' ')
4791                 return -EINVAL;
4792         buf = endp + 1;
4793
4794         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4795         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4796                 return -EINVAL;
4797         buf = endp + 1;
4798
4799         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4800         if (!event)
4801                 return -ENOMEM;
4802
4803         event->memcg = memcg;
4804         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4805         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4806         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4807         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4808
4809         efile = fdget(efd);
4810         if (!efile.file) {
4811                 ret = -EBADF;
4812                 goto out_kfree;
4813         }
4814
4815         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4816         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4817                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4818                 goto out_put_efile;
4819         }
4820
4821         cfile = fdget(cfd);
4822         if (!cfile.file) {
4823                 ret = -EBADF;
4824                 goto out_put_eventfd;
4825         }
4826
4827         /* the process need read permission on control file */
4828         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4829         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4830         if (ret < 0)
4831                 goto out_put_cfile;
4832
4833         /*
4834          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4835          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4836          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4837          * is for compatibility anyway.
4838          *
4839          * DO NOT ADD NEW FILES.
4840          */
4841         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4842
4843         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4844                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4845                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4846         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4847                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4848                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4849         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4850                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4851                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4852         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4853                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4854                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4855         } else {
4856                 ret = -EINVAL;
4857                 goto out_put_cfile;
4858         }
4859
4860         /*
4861          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4862          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4863          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4864          */
4865         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4866                                                &memory_cgrp_subsys);
4867         ret = -EINVAL;
4868         if (IS_ERR(cfile_css))
4869                 goto out_put_cfile;
4870         if (cfile_css != css) {
4871                 css_put(cfile_css);
4872                 goto out_put_cfile;
4873         }
4874
4875         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4876         if (ret)
4877                 goto out_put_css;
4878
4879         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4880
4881         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4882         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4883         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4884
4885         fdput(cfile);
4886         fdput(efile);
4887
4888         return nbytes;
4889
4890 out_put_css:
4891         css_put(css);
4892 out_put_cfile:
4893         fdput(cfile);
4894 out_put_eventfd:
4895         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4896 out_put_efile:
4897         fdput(efile);
4898 out_kfree:
4899         kfree(event);
4900
4901         return ret;
4902 }
4903
4904 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4905         {
4906                 .name = "usage_in_bytes",
4907                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4908                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4909         },
4910         {
4911                 .name = "max_usage_in_bytes",
4912                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4913                 .write = mem_cgroup_reset,
4914                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4915         },
4916         {
4917                 .name = "limit_in_bytes",
4918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4919                 .write = mem_cgroup_write,
4920                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4921         },
4922         {
4923                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4925                 .write = mem_cgroup_write,
4926                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4927         },
4928         {
4929                 .name = "failcnt",
4930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4931                 .write = mem_cgroup_reset,
4932                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4933         },
4934         {
4935                 .name = "stat",
4936                 .seq_show = memcg_stat_show,
4937         },
4938         {
4939                 .name = "force_empty",
4940                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4941         },
4942         {
4943                 .name = "use_hierarchy",
4944                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4945                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4946         },
4947         {
4948                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4949                 .write = memcg_write_event_control,
4950                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4951         },
4952         {
4953                 .name = "swappiness",
4954                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4955                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4956         },
4957         {
4958                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4959                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4960                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4961         },
4962         {
4963                 .name = "oom_control",
4964                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4965                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4967         },
4968         {
4969                 .name = "pressure_level",
4970         },
4971 #ifdef CONFIG_NUMA
4972         {
4973                 .name = "numa_stat",
4974                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4975         },
4976 #endif
4977         {
4978                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4979                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4980                 .write = mem_cgroup_write,
4981                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4982         },
4983         {
4984                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4986                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4987         },
4988         {
4989                 .name = "kmem.failcnt",
4990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4991                 .write = mem_cgroup_reset,
4992                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4993         },
4994         {
4995                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4997                 .write = mem_cgroup_reset,
4998                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4999         },
5000 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5001         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5002         {
5003                 .name = "kmem.slabinfo",
5004                 .seq_show = memcg_slab_show,
5005         },
5006 #endif
5007         {
5008                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5010                 .write = mem_cgroup_write,
5011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5012         },
5013         {
5014                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5021                 .write = mem_cgroup_reset,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5027                 .write = mem_cgroup_reset,
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030         { },    /* terminate */
5031 };
5032
5033 /*
5034  * Private memory cgroup IDR
5035  *
5036  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5037  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5038  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5039  * memory-controlled cgroups to 64k.
5040  *
5041  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5042  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5043  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5044  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5045  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5046  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5047  *
5048  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5049  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5050  * when the CSS is offlined.
5051  *
5052  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5053  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5054  * those references are manageable from userspace.
5055  */
5056
5057 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5058
5059 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5060 {
5061         if (memcg->id.id > 0) {
5062                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5063                 memcg->id.id = 0;
5064         }
5065 }
5066
5067 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5068                                                   unsigned int n)
5069 {
5070         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5071 }
5072
5073 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5074 {
5075         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5076                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5077
5078                 /* Memcg ID pins CSS */
5079                 css_put(&memcg->css);
5080         }
5081 }
5082
5083 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5084 {
5085         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5086 }
5087
5088 /**
5089  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5090  * @id: the memcg id to look up
5091  *
5092  * Caller must hold rcu_read_lock().
5093  */
5094 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5095 {
5096         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5097         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5098 }
5099
5100 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5101 {
5102         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5103         int tmp = node;
5104         /*
5105          * This routine is called against possible nodes.
5106          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5107          *
5108          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5109          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5110          *       function.
5111          */
5112         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5113                 tmp = -1;
5114         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5115         if (!pn)
5116                 return 1;
5117
5118         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5119                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5120         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5121                 kfree(pn);
5122                 return 1;
5123         }
5124
5125         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5126                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5127         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5128                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5129                 kfree(pn);
5130                 return 1;
5131         }
5132
5133         lruvec_init(&pn->lruvec);
5134         pn->usage_in_excess = 0;
5135         pn->on_tree = false;
5136         pn->memcg = memcg;
5137
5138         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5139         return 0;
5140 }
5141
5142 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5143 {
5144         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5145
5146         if (!pn)
5147                 return;
5148
5149         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5150         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5151         kfree(pn);
5152 }
5153
5154 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5155 {
5156         int node;
5157
5158         for_each_node(node)
5159                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5160         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5161         kfree(memcg);
5162 }
5163
5164 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5165 {
5166         int cpu;
5167
5168         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5169         /*
5170          * Flush percpu lruvec stats to guarantee the value
5171          * correctness on parent's and all ancestor levels.
5172          */
5173         for_each_online_cpu(cpu)
5174                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
5175         __mem_cgroup_free(memcg);
5176 }
5177
5178 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5179 {
5180         struct mem_cgroup *memcg;
5181         unsigned int size;
5182         int node;
5183         int __maybe_unused i;
5184         long error = -ENOMEM;
5185
5186         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5187         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5188
5189         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5190         if (!memcg)
5191                 return ERR_PTR(error);
5192
5193         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5194                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5195                                  GFP_KERNEL);
5196         if (memcg->id.id < 0) {
5197                 error = memcg->id.id;
5198                 goto fail;
5199         }
5200
5201         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5202                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5203         if (!memcg->vmstats_percpu)
5204                 goto fail;
5205
5206         for_each_node(node)
5207                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5208                         goto fail;
5209
5210         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5211                 goto fail;
5212
5213         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5214         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5215         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5216         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5217         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5218         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5219         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5220         memcg->socket_pressure = jiffies;
5221 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5222         memcg->kmemcg_id = -1;
5223         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5224 #endif
5225 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5226         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5227         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5228                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5229                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5230 #endif
5231 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5232         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5233         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5234         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5235 #endif
5236         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5237         return memcg;
5238 fail:
5239         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5240         __mem_cgroup_free(memcg);
5241         return ERR_PTR(error);
5242 }
5243
5244 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5245 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5246 {
5247         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5248         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5249         long error = -ENOMEM;
5250
5251         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5252         memcg = mem_cgroup_alloc();
5253         set_active_memcg(old_memcg);
5254         if (IS_ERR(memcg))
5255                 return ERR_CAST(memcg);
5256
5257         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5258         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5259         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5260         if (parent) {
5261                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5262                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5263
5264                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5265                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5266                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5267                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5268         } else {
5269                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5270                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5271                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5272                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5273
5274                 root_mem_cgroup = memcg;
5275                 return &memcg->css;
5276         }
5277
5278         /* The following stuff does not apply to the root */
5279         error = memcg_online_kmem(memcg);
5280         if (error)
5281                 goto fail;
5282
5283         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5284                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5285
5286         return &memcg->css;
5287 fail:
5288         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5289         mem_cgroup_free(memcg);
5290         return ERR_PTR(error);
5291 }
5292
5293 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5296
5297         /*
5298          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5299          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5300          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5301          */
5302         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5303                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5304                 return -ENOMEM;
5305         }
5306
5307         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5308         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5309         css_get(css);
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5314 {
5315         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5316         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5317
5318         /*
5319          * Unregister events and notify userspace.
5320          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5321          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5322          */
5323         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5324         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5325                 list_del_init(&event->list);
5326                 schedule_work(&event->remove);
5327         }
5328         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5329
5330         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5331         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5332
5333         memcg_offline_kmem(memcg);
5334         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5335         wb_memcg_offline(memcg);
5336
5337         drain_all_stock(memcg);
5338
5339         mem_cgroup_id_put(memcg);
5340 }
5341
5342 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5343 {
5344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5345
5346         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5347 }
5348
5349 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5350 {
5351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5352         int __maybe_unused i;
5353
5354 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5355         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5356                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5357 #endif
5358         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5359                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5360
5361         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5362                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5363
5364         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5365         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5366         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5367         free_shrinker_info(memcg);
5368         memcg_free_kmem(memcg);
5369         mem_cgroup_free(memcg);
5370 }
5371
5372 /**
5373  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5374  * @css: the target css
5375  *
5376  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5377  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5378  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5379  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5380  * made visible again.
5381  *
5382  * The current implementation only resets the essential configurations.
5383  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5384  */
5385 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5386 {
5387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5388
5389         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5390         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5391         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5392         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5393         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5394         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5395         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5396         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5397         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5398         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5399 }
5400
5401 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5402 {
5403         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5404         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5405         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5406         long delta, v;
5407         int i;
5408
5409         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5410
5411         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5412                 /*
5413                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5414                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5415                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5416                  */
5417                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5418                 if (delta)
5419                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5420
5421                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5422                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5423                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5424                         delta += v - statc->state_prev[i];
5425                         statc->state_prev[i] = v;
5426                 }
5427
5428                 if (!delta)
5429                         continue;
5430
5431                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5432                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5433                 if (parent)
5434                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5435         }
5436
5437         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5438                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5439                 if (delta)
5440                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5441
5442                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5443                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5444                         delta += v - statc->events_prev[i];
5445                         statc->events_prev[i] = v;
5446                 }
5447
5448                 if (!delta)
5449                         continue;
5450
5451                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5452                 if (parent)
5453                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5454         }
5455 }
5456
5457 #ifdef CONFIG_MMU
5458 /* Handlers for move charge at task migration. */
5459 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5460 {
5461         int ret;
5462
5463         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5464         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5465         if (!ret) {
5466                 mc.precharge += count;
5467                 return ret;
5468         }
5469
5470         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5471         while (count--) {
5472                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5473                 if (ret)
5474                         return ret;
5475                 mc.precharge++;
5476                 cond_resched();
5477         }
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 union mc_target {
5482         struct page     *page;
5483         swp_entry_t     ent;
5484 };
5485
5486 enum mc_target_type {
5487         MC_TARGET_NONE = 0,
5488         MC_TARGET_PAGE,
5489         MC_TARGET_SWAP,
5490         MC_TARGET_DEVICE,
5491 };
5492
5493 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5494                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5495 {
5496         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5497
5498         if (!page || !page_mapped(page))
5499                 return NULL;
5500         if (PageAnon(page)) {
5501                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5502                         return NULL;
5503         } else {
5504                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5505                         return NULL;
5506         }
5507         if (!get_page_unless_zero(page))
5508                 return NULL;
5509
5510         return page;
5511 }
5512
5513 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5514 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5515                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5516 {
5517         struct page *page = NULL;
5518         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5519
5520         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5521                 return NULL;
5522
5523         /*
5524          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5525          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5526          * as special swap entry in the CPU page table.
5527          */
5528         if (is_device_private_entry(ent)) {
5529                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5530                 /*
5531                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5532                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5533                  */
5534                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5535                         return NULL;
5536                 return page;
5537         }
5538
5539         if (non_swap_entry(ent))
5540                 return NULL;
5541
5542         /*
5543          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5544          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5545          */
5546         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5547         entry->val = ent.val;
5548
5549         return page;
5550 }
5551 #else
5552 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5553                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5554 {
5555         return NULL;
5556 }
5557 #endif
5558
5559 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5560                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5561 {
5562         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5563                 return NULL;
5564         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5565                 return NULL;
5566
5567         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5568         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5569         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5570                         linear_page_index(vma, addr));
5571 }
5572
5573 /**
5574  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5575  * @page: the page
5576  * @compound: charge the page as compound or small page
5577  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5578  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5579  *
5580  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5581  *
5582  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5583  * from old cgroup.
5584  */
5585 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5586                                    bool compound,
5587                                    struct mem_cgroup *from,
5588                                    struct mem_cgroup *to)
5589 {
5590         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5591         struct pglist_data *pgdat;
5592         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5593         int ret;
5594
5595         VM_BUG_ON(from == to);
5596         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5597         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5598
5599         /*
5600          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5601          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5602          */
5603         ret = -EBUSY;
5604         if (!trylock_page(page))
5605                 goto out;
5606
5607         ret = -EINVAL;
5608         if (page_memcg(page) != from)
5609                 goto out_unlock;
5610
5611         pgdat = page_pgdat(page);
5612         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5613         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5614
5615         lock_page_memcg(page);
5616
5617         if (PageAnon(page)) {
5618                 if (page_mapped(page)) {
5619                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5620                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5621                         if (PageTransHuge(page)) {
5622                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5623                                                    -nr_pages);
5624                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5625                                                    nr_pages);
5626                         }
5627                 }
5628         } else {
5629                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5630                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5631
5632                 if (PageSwapBacked(page)) {
5633                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5634                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5635                 }
5636
5637                 if (page_mapped(page)) {
5638                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5639                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5640                 }
5641
5642                 if (PageDirty(page)) {
5643                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5644
5645                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5646                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5647                                                    -nr_pages);
5648                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5649                                                    nr_pages);
5650                         }
5651                 }
5652         }
5653
5654         if (PageWriteback(page)) {
5655                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5656                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5657         }
5658
5659         /*
5660          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5661          *
5662          * It is safe to change page's memcg here because the page
5663          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5664          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5665          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5666          *
5667          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5668          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5669          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5670          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5671          */
5672         smp_mb();
5673
5674         css_get(&to->css);
5675         css_put(&from->css);
5676
5677         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5678
5679         __unlock_page_memcg(from);
5680
5681         ret = 0;
5682
5683         local_irq_disable();
5684         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5685         memcg_check_events(to, page);
5686         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5687         memcg_check_events(from, page);
5688         local_irq_enable();
5689 out_unlock:
5690         unlock_page(page);
5691 out:
5692         return ret;
5693 }
5694
5695 /**
5696  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5697  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5698  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5699  * @ptent: the pte to be checked
5700  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5701  *
5702  * Returns
5703  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5704  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5705  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5706  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5707  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5708  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5709  *     in target->ent.
5710  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5711  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5712  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5713  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5714  *     regular page.
5715  *
5716  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5717  *
5718  * Called with pte lock held.
5719  */
5720
5721 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5722                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5723 {
5724         struct page *page = NULL;
5725         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5726         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5727
5728         if (pte_present(ptent))
5729                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5730         else if (is_swap_pte(ptent))
5731                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5732         else if (pte_none(ptent))
5733                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5734
5735         if (!page && !ent.val)
5736                 return ret;
5737         if (page) {
5738                 /*
5739                  * Do only loose check w/o serialization.
5740                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5741                  * not under LRU exclusion.
5742                  */
5743                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5744                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5745                         if (is_device_private_page(page))
5746                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5747                         if (target)
5748                                 target->page = page;
5749                 }
5750                 if (!ret || !target)
5751                         put_page(page);
5752         }
5753         /*
5754          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5755          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5756          */
5757         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5758             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5759                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5760                 if (target)
5761                         target->ent = ent;
5762         }
5763         return ret;
5764 }
5765
5766 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5767 /*
5768  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5769  * not support them for now.
5770  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5771  */
5772 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5773                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5774 {
5775         struct page *page = NULL;
5776         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5777
5778         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5779                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5780                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5781                 return ret;
5782         }
5783         page = pmd_page(pmd);
5784         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5785         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5786                 return ret;
5787         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5788                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5789                 if (target) {
5790                         get_page(page);
5791                         target->page = page;
5792                 }
5793         }
5794         return ret;
5795 }
5796 #else
5797 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5798                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5799 {
5800         return MC_TARGET_NONE;
5801 }
5802 #endif
5803
5804 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5805                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5806                                         struct mm_walk *walk)
5807 {
5808         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5809         pte_t *pte;
5810         spinlock_t *ptl;
5811
5812         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5813         if (ptl) {
5814                 /*
5815                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5816                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5817                  * this might change.
5818                  */
5819                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5820                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5821                 spin_unlock(ptl);
5822                 return 0;
5823         }
5824
5825         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5826                 return 0;
5827         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5828         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5829                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5830                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5831         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5832         cond_resched();
5833
5834         return 0;
5835 }
5836
5837 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5838         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5839 };
5840
5841 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5842 {
5843         unsigned long precharge;
5844
5845         mmap_read_lock(mm);
5846         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5847         mmap_read_unlock(mm);
5848
5849         precharge = mc.precharge;
5850         mc.precharge = 0;
5851
5852         return precharge;
5853 }
5854
5855 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5856 {
5857         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5858
5859         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5860         mc.moving_task = current;
5861         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5862 }
5863
5864 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5865 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5866 {
5867         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5868         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5869
5870         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5871         if (mc.precharge) {
5872                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5873                 mc.precharge = 0;
5874         }
5875         /*
5876          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5877          * we must uncharge here.
5878          */
5879         if (mc.moved_charge) {
5880                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5881                 mc.moved_charge = 0;
5882         }
5883         /* we must fixup refcnts and charges */
5884         if (mc.moved_swap) {
5885                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5886                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5887                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5888
5889                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5890
5891                 /*
5892                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5893                  * should uncharge to->memory.
5894                  */
5895                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5896                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5897
5898                 mc.moved_swap = 0;
5899         }
5900         memcg_oom_recover(from);
5901         memcg_oom_recover(to);
5902         wake_up_all(&mc.waitq);
5903 }
5904
5905 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5906 {
5907         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5908
5909         /*
5910          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5911          * task migration.
5912          */
5913         mc.moving_task = NULL;
5914         __mem_cgroup_clear_mc();
5915         spin_lock(&mc.lock);
5916         mc.from = NULL;
5917         mc.to = NULL;
5918         mc.mm = NULL;
5919         spin_unlock(&mc.lock);
5920
5921         mmput(mm);
5922 }
5923
5924 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5925 {
5926         struct cgroup_subsys_state *css;
5927         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5928         struct mem_cgroup *from;
5929         struct task_struct *leader, *p;
5930         struct mm_struct *mm;
5931         unsigned long move_flags;
5932         int ret = 0;
5933
5934         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5935         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5936                 return 0;
5937
5938         /*
5939          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5940          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5941          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5942          * multiple.
5943          */
5944         p = NULL;
5945         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5946                 WARN_ON_ONCE(p);
5947                 p = leader;
5948                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5949         }
5950         if (!p)
5951                 return 0;
5952
5953         /*
5954          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5955          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5956          * So we need to save it, and keep it going.
5957          */
5958         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5959         if (!move_flags)
5960                 return 0;
5961
5962         from = mem_cgroup_from_task(p);
5963
5964         VM_BUG_ON(from == memcg);
5965
5966         mm = get_task_mm(p);
5967         if (!mm)
5968                 return 0;
5969         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5970         if (mm->owner == p) {
5971                 VM_BUG_ON(mc.from);
5972                 VM_BUG_ON(mc.to);
5973                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5974                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5975                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5976
5977                 spin_lock(&mc.lock);
5978                 mc.mm = mm;
5979                 mc.from = from;
5980                 mc.to = memcg;
5981                 mc.flags = move_flags;
5982                 spin_unlock(&mc.lock);
5983                 /* We set mc.moving_task later */
5984
5985                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5986                 if (ret)
5987                         mem_cgroup_clear_mc();
5988         } else {
5989                 mmput(mm);
5990         }
5991         return ret;
5992 }
5993
5994 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5995 {
5996         if (mc.to)
5997                 mem_cgroup_clear_mc();
5998 }
5999
6000 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6001                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6002                                 struct mm_walk *walk)
6003 {
6004         int ret = 0;
6005         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6006         pte_t *pte;
6007         spinlock_t *ptl;
6008         enum mc_target_type target_type;
6009         union mc_target target;
6010         struct page *page;
6011
6012         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6013         if (ptl) {
6014                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6015                         spin_unlock(ptl);
6016                         return 0;
6017                 }
6018                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6019                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6020                         page = target.page;
6021                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6022                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6023                                                              mc.from, mc.to)) {
6024                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6025                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6026                                 }
6027                                 putback_lru_page(page);
6028                         }
6029                         put_page(page);
6030                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6031                         page = target.page;
6032                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6033                                                      mc.from, mc.to)) {
6034                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6035                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6036                         }
6037                         put_page(page);
6038                 }
6039                 spin_unlock(ptl);
6040                 return 0;
6041         }
6042
6043         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6044                 return 0;
6045 retry:
6046         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6047         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6048                 pte_t ptent = *(pte++);
6049                 bool device = false;
6050                 swp_entry_t ent;
6051
6052                 if (!mc.precharge)
6053                         break;
6054
6055                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6056                 case MC_TARGET_DEVICE:
6057                         device = true;
6058                         fallthrough;
6059                 case MC_TARGET_PAGE:
6060                         page = target.page;
6061                         /*
6062                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6063                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6064                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6065                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6066                          */
6067                         if (PageTransCompound(page))
6068                                 goto put;
6069                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6070                                 goto put;
6071                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6072                                                 mc.from, mc.to)) {
6073                                 mc.precharge--;
6074                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6075                                 mc.moved_charge++;
6076                         }
6077                         if (!device)
6078                                 putback_lru_page(page);
6079 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6080                         put_page(page);
6081                         break;
6082                 case MC_TARGET_SWAP:
6083                         ent = target.ent;
6084                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6085                                 mc.precharge--;
6086                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6087                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6088                                 mc.moved_swap++;
6089                         }
6090                         break;
6091                 default:
6092                         break;
6093                 }
6094         }
6095         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6096         cond_resched();
6097
6098         if (addr != end) {
6099                 /*
6100                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6101                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6102                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6103                  * phase.
6104                  */
6105                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6106                 if (!ret)
6107                         goto retry;
6108         }
6109
6110         return ret;
6111 }
6112
6113 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6114         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6115 };
6116
6117 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6118 {
6119         lru_add_drain_all();
6120         /*
6121          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6122          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6123          * for already started RCU-only updates to finish.
6124          */
6125         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6126         synchronize_rcu();
6127 retry:
6128         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6129                 /*
6130                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6131                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6132                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6133                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6134                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6135                  */
6136                 __mem_cgroup_clear_mc();
6137                 cond_resched();
6138                 goto retry;
6139         }
6140         /*
6141          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6142          * additional charge, the page walk just aborts.
6143          */
6144         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6145                         NULL);
6146
6147         mmap_read_unlock(mc.mm);
6148         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6149 }
6150
6151 static void mem_cgroup_move_task(void)
6152 {
6153         if (mc.to) {
6154                 mem_cgroup_move_charge();
6155                 mem_cgroup_clear_mc();
6156         }
6157 }
6158 #else   /* !CONFIG_MMU */
6159 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6160 {
6161         return 0;
6162 }
6163 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6164 {
6165 }
6166 static void mem_cgroup_move_task(void)
6167 {
6168 }
6169 #endif
6170
6171 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6172 {
6173         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6174                 seq_puts(m, "max\n");
6175         else
6176                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6177
6178         return 0;
6179 }
6180
6181 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6182                                struct cftype *cft)
6183 {
6184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6185
6186         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6187 }
6188
6189 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6190 {
6191         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6192                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6193 }
6194
6195 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6196                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6199         unsigned long min;
6200         int err;
6201
6202         buf = strstrip(buf);
6203         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6204         if (err)
6205                 return err;
6206
6207         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6208
6209         return nbytes;
6210 }
6211
6212 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6213 {
6214         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6215                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6216 }
6217
6218 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6219                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6220 {
6221         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6222         unsigned long low;
6223         int err;
6224
6225         buf = strstrip(buf);
6226         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6227         if (err)
6228                 return err;
6229
6230         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6231
6232         return nbytes;
6233 }
6234
6235 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6236 {
6237         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6238                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6239 }
6240
6241 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6242                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6243 {
6244         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6245         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6246         bool drained = false;
6247         unsigned long high;
6248         int err;
6249
6250         buf = strstrip(buf);
6251         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6252         if (err)
6253                 return err;
6254
6255         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6256
6257         for (;;) {
6258                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6259                 unsigned long reclaimed;
6260
6261                 if (nr_pages <= high)
6262                         break;
6263
6264                 if (signal_pending(current))
6265                         break;
6266
6267                 if (!drained) {
6268                         drain_all_stock(memcg);
6269                         drained = true;
6270                         continue;
6271                 }
6272
6273                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6274                                                          GFP_KERNEL, true);
6275
6276                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6277                         break;
6278         }
6279
6280         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6281         return nbytes;
6282 }
6283
6284 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6285 {
6286         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6287                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6288 }
6289
6290 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6291                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6292 {
6293         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6294         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6295         bool drained = false;
6296         unsigned long max;
6297         int err;
6298
6299         buf = strstrip(buf);
6300         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6301         if (err)
6302                 return err;
6303
6304         xchg(&memcg->memory.max, max);
6305
6306         for (;;) {
6307                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6308
6309                 if (nr_pages <= max)
6310                         break;
6311
6312                 if (signal_pending(current))
6313                         break;
6314
6315                 if (!drained) {
6316                         drain_all_stock(memcg);
6317                         drained = true;
6318                         continue;
6319                 }
6320
6321                 if (nr_reclaims) {
6322                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6323                                                           GFP_KERNEL, true))
6324                                 nr_reclaims--;
6325                         continue;
6326                 }
6327
6328                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6329                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6330                         break;
6331         }
6332
6333         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6334         return nbytes;
6335 }
6336
6337 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6338 {
6339         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6340         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6341         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6342         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6343         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6344                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6345 }
6346
6347 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6348 {
6349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6350
6351         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6352         return 0;
6353 }
6354
6355 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6356 {
6357         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6358
6359         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6360         return 0;
6361 }
6362
6363 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6364 {
6365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6366         char *buf;
6367
6368         buf = memory_stat_format(memcg);
6369         if (!buf)
6370                 return -ENOMEM;
6371         seq_puts(m, buf);
6372         kfree(buf);
6373         return 0;
6374 }
6375
6376 #ifdef CONFIG_NUMA
6377 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6378                                                      int item)
6379 {
6380         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6381 }
6382
6383 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6384 {
6385         int i;
6386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6387
6388         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6389                 int nid;
6390
6391                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6392                         continue;
6393
6394                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6395                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6396                         u64 size;
6397                         struct lruvec *lruvec;
6398
6399                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6400                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6401                                                         memory_stats[i].idx);
6402                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6403                 }
6404                 seq_putc(m, '\n');
6405         }
6406
6407         return 0;
6408 }
6409 #endif
6410
6411 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6412 {
6413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6414
6415         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6416
6417         return 0;
6418 }
6419
6420 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6421                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6422 {
6423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6424         int ret, oom_group;
6425
6426         buf = strstrip(buf);
6427         if (!buf)
6428                 return -EINVAL;
6429
6430         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6431         if (ret)
6432                 return ret;
6433
6434         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6435                 return -EINVAL;
6436
6437         memcg->oom_group = oom_group;
6438
6439         return nbytes;
6440 }
6441
6442 static struct cftype memory_files[] = {
6443         {
6444                 .name = "current",
6445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6446                 .read_u64 = memory_current_read,
6447         },
6448         {
6449                 .name = "min",
6450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6451                 .seq_show = memory_min_show,
6452                 .write = memory_min_write,
6453         },
6454         {
6455                 .name = "low",
6456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6457                 .seq_show = memory_low_show,
6458                 .write = memory_low_write,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "high",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .seq_show = memory_high_show,
6464                 .write = memory_high_write,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "max",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_max_show,
6470                 .write = memory_max_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "events",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6476                 .seq_show = memory_events_show,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "events.local",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6482                 .seq_show = memory_events_local_show,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "stat",
6486                 .seq_show = memory_stat_show,
6487         },
6488 #ifdef CONFIG_NUMA
6489         {
6490                 .name = "numa_stat",
6491                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6492         },
6493 #endif
6494         {
6495                 .name = "oom.group",
6496                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6497                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6498                 .write = memory_oom_group_write,
6499         },
6500         { }     /* terminate */
6501 };
6502
6503 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6504         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6505         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6506         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6507         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6508         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6509         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6510         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6511         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6512         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6513         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6514         .dfl_cftypes = memory_files,
6515         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6516         .early_init = 0,
6517 };
6518
6519 /*
6520  * This function calculates an individual cgroup's effective
6521  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6522  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6523  * distribution in the tree.
6524  *
6525  * The following rules apply to the effective protection values:
6526  *
6527  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6528  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6529  *
6530  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6531  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6532  *    parent's effective protection.
6533  *
6534  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6535  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6536  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6537  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6538  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6539  *
6540  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6541  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6542  *    the unused remainder is available to its siblings.
6543  *
6544  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6545  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6546  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6547  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6548  *
6549  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6550  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6551  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6552  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6553  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6554  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6555  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6556  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6557  *
6558  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6559  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6560  * neighboring subtrees.
6561  */
6562 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6563                                           unsigned long parent_usage,
6564                                           unsigned long setting,
6565                                           unsigned long parent_effective,
6566                                           unsigned long siblings_protected)
6567 {
6568         unsigned long protected;
6569         unsigned long ep;
6570
6571         protected = min(usage, setting);
6572         /*
6573          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6574          * protection then what the parent affords them, distribute
6575          * shares in proportion to utilization.
6576          *
6577          * We are using actual utilization rather than the statically
6578          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6579          * but unused protection is available to siblings that would
6580          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6581          */
6582         if (siblings_protected > parent_effective)
6583                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6584
6585         /*
6586          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6587          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6588          * and utilizes is effectively protected.
6589          *
6590          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6591          * will apply pressure in proportion to that amount.
6592          *
6593          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6594          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6595          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6596          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6597          * protection is always dependent on how memory is actually
6598          * consumed among the siblings anyway.
6599          */
6600         ep = protected;
6601
6602         /*
6603          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6604          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6605          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6606          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6607          * other compete freely over the allowance, but they are
6608          * collectively protected from neighboring trees.
6609          *
6610          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6611          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6612          * the same bytes twice.
6613          *
6614          * Check both usage and parent_usage against the respective
6615          * protected values. One should imply the other, but they
6616          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6617          */
6618         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6619                 return ep;
6620         if (parent_effective > siblings_protected &&
6621             parent_usage > siblings_protected &&
6622             usage > protected) {
6623                 unsigned long unclaimed;
6624
6625                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6626                 unclaimed *= usage - protected;
6627                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6628
6629                 ep += unclaimed;
6630         }
6631
6632         return ep;
6633 }
6634
6635 /**
6636  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6637  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6638  * @memcg: the memory cgroup to check
6639  *
6640  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6641  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6642  */
6643 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6644                                      struct mem_cgroup *memcg)
6645 {
6646         unsigned long usage, parent_usage;
6647         struct mem_cgroup *parent;
6648
6649         if (mem_cgroup_disabled())
6650                 return;
6651
6652         if (!root)
6653                 root = root_mem_cgroup;
6654
6655         /*
6656          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6657          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6658          * details.
6659          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6660          * that special casing.
6661          */
6662         if (memcg == root)
6663                 return;
6664
6665         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6666         if (!usage)
6667                 return;
6668
6669         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6670         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6671         if (!parent)
6672                 return;
6673
6674         if (parent == root) {
6675                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6676                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6677                 return;
6678         }
6679
6680         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6681
6682         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6683                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6684                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6685                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6686
6687         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6688                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6689                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6690                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6691 }
6692
6693 static int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6694                                gfp_t gfp)
6695 {
6696         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6697         int ret;
6698
6699         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6700         if (ret)
6701                 goto out;
6702
6703         css_get(&memcg->css);
6704         commit_charge(page, memcg);
6705
6706         local_irq_disable();
6707         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6708         memcg_check_events(memcg, page);
6709         local_irq_enable();
6710 out:
6711         return ret;
6712 }
6713
6714 /**
6715  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6716  * @page: page to charge
6717  * @mm: mm context of the victim
6718  * @gfp_mask: reclaim mode
6719  *
6720  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6721  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6722  *
6723  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6724  *
6725  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6726  */
6727 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6728 {
6729         struct mem_cgroup *memcg;
6730         int ret;
6731
6732         if (mem_cgroup_disabled())
6733                 return 0;
6734
6735         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6736         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp_mask);
6737         css_put(&memcg->css);
6738
6739         return ret;
6740 }
6741
6742 /**
6743  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6744  * @page: page to charge
6745  * @mm: mm context of the victim
6746  * @gfp: reclaim mode
6747  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6748  *
6749  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6750  * adding the page to the swapcache.
6751  *
6752  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6753  */
6754 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6755                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6756 {
6757         struct mem_cgroup *memcg;
6758         unsigned short id;
6759         int ret;
6760
6761         if (mem_cgroup_disabled())
6762                 return 0;
6763
6764         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6765         rcu_read_lock();
6766         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6767         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6768                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6769         rcu_read_unlock();
6770
6771         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp);
6772
6773         css_put(&memcg->css);
6774         return ret;
6775 }
6776
6777 /*
6778  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6779  * @entry: swap entry for which the page is charged
6780  *
6781  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6782  *
6783  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6784  * is order 0 page.
6785  */
6786 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6787 {
6788         /*
6789          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6790          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6791          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6792          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6793          * the entire time.
6794          *
6795          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6796          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6797          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6798          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6799          */
6800         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6801                 /*
6802                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6803                  * let's not wait for it.  The page already received a
6804                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6805                  */
6806                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6807         }
6808 }
6809
6810 struct uncharge_gather {
6811         struct mem_cgroup *memcg;
6812         unsigned long nr_memory;
6813         unsigned long pgpgout;
6814         unsigned long nr_kmem;
6815         struct page *dummy_page;
6816 };
6817
6818 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6819 {
6820         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6821 }
6822
6823 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6824 {
6825         unsigned long flags;
6826
6827         if (ug->nr_memory) {
6828                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6829                 if (do_memsw_account())
6830                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6831                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6832                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6833                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6834         }
6835
6836         local_irq_save(flags);
6837         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6838         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6839         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6840         local_irq_restore(flags);
6841
6842         /* drop reference from uncharge_page */
6843         css_put(&ug->memcg->css);
6844 }
6845
6846 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6847 {
6848         unsigned long nr_pages;
6849         struct mem_cgroup *memcg;
6850         struct obj_cgroup *objcg;
6851         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6852
6853         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6854
6855         /*
6856          * Nobody should be changing or seriously looking at
6857          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6858          * exclusive access to the page.
6859          */
6860         if (use_objcg) {
6861                 objcg = __page_objcg(page);
6862                 /*
6863                  * This get matches the put at the end of the function and
6864                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6865                  */
6866                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6867         } else {
6868                 memcg = __page_memcg(page);
6869         }
6870
6871         if (!memcg)
6872                 return;
6873
6874         if (ug->memcg != memcg) {
6875                 if (ug->memcg) {
6876                         uncharge_batch(ug);
6877                         uncharge_gather_clear(ug);
6878                 }
6879                 ug->memcg = memcg;
6880                 ug->dummy_page = page;
6881
6882                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6883                 css_get(&memcg->css);
6884         }
6885
6886         nr_pages = compound_nr(page);
6887
6888         if (use_objcg) {
6889                 ug->nr_memory += nr_pages;
6890                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6891
6892                 page->memcg_data = 0;
6893                 obj_cgroup_put(objcg);
6894         } else {
6895                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6896                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6897                         ug->nr_memory += nr_pages;
6898                 ug->pgpgout++;
6899
6900                 page->memcg_data = 0;
6901         }
6902
6903         css_put(&memcg->css);
6904 }
6905
6906 /**
6907  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6908  * @page: page to uncharge
6909  *
6910  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6911  */
6912 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6913 {
6914         struct uncharge_gather ug;
6915
6916         if (mem_cgroup_disabled())
6917                 return;
6918
6919         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6920         if (!page_memcg(page))
6921                 return;
6922
6923         uncharge_gather_clear(&ug);
6924         uncharge_page(page, &ug);
6925         uncharge_batch(&ug);
6926 }
6927
6928 /**
6929  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6930  * @page_list: list of pages to uncharge
6931  *
6932  * Uncharge a list of pages previously charged with
6933  * mem_cgroup_charge().
6934  */
6935 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6936 {
6937         struct uncharge_gather ug;
6938         struct page *page;
6939
6940         if (mem_cgroup_disabled())
6941                 return;
6942
6943         uncharge_gather_clear(&ug);
6944         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6945                 uncharge_page(page, &ug);
6946         if (ug.memcg)
6947                 uncharge_batch(&ug);
6948 }
6949
6950 /**
6951  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6952  * @oldpage: currently circulating page
6953  * @newpage: replacement page
6954  *
6955  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6956  * be uncharged upon free.
6957  *
6958  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6959  */
6960 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6961 {
6962         struct mem_cgroup *memcg;
6963         unsigned int nr_pages;
6964         unsigned long flags;
6965
6966         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6967         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6968         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6969         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6970                        newpage);
6971
6972         if (mem_cgroup_disabled())
6973                 return;
6974
6975         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6976         if (page_memcg(newpage))
6977                 return;
6978
6979         memcg = page_memcg(oldpage);
6980         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6981         if (!memcg)
6982                 return;
6983
6984         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6985         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6986
6987         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6988         if (do_memsw_account())
6989                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6990
6991         css_get(&memcg->css);
6992         commit_charge(newpage, memcg);
6993
6994         local_irq_save(flags);
6995         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6996         memcg_check_events(memcg, newpage);
6997         local_irq_restore(flags);
6998 }
6999
7000 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7001 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7002
7003 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7004 {
7005         struct mem_cgroup *memcg;
7006
7007         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7008                 return;
7009
7010         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7011         if (in_interrupt())
7012                 return;
7013
7014         rcu_read_lock();
7015         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7016         if (memcg == root_mem_cgroup)
7017                 goto out;
7018         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7019                 goto out;
7020         if (css_tryget(&memcg->css))
7021                 sk->sk_memcg = memcg;
7022 out:
7023         rcu_read_unlock();
7024 }
7025
7026 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7027 {
7028         if (sk->sk_memcg)
7029                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7030 }
7031
7032 /**
7033  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7034  * @memcg: memcg to charge
7035  * @nr_pages: number of pages to charge
7036  *
7037  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7038  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7039  */
7040 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7041 {
7042         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7043
7044         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7045                 struct page_counter *fail;
7046
7047                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7048                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7049                         return true;
7050                 }
7051                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7052                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7053                 return false;
7054         }
7055
7056         /* Don't block in the packet receive path */
7057         if (in_softirq())
7058                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7059
7060         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7061
7062         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7063                 return true;
7064
7065         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7066         return false;
7067 }
7068
7069 /**
7070  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7071  * @memcg: memcg to uncharge
7072  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7073  */
7074 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7075 {
7076         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7077                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7078                 return;
7079         }
7080
7081         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7082
7083         refill_stock(memcg, nr_pages);
7084 }
7085
7086 static int __init cgroup_memory(char *s)
7087 {
7088         char *token;
7089
7090         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7091                 if (!*token)
7092                         continue;
7093                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7094                         cgroup_memory_nosocket = true;
7095                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7096                         cgroup_memory_nokmem = true;
7097         }
7098         return 0;
7099 }
7100 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7101
7102 /*
7103  * subsys_initcall() for memory controller.
7104  *
7105  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7106  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7107  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7108  * should be initialized from here.
7109  */
7110 static int __init mem_cgroup_init(void)
7111 {
7112         int cpu, node;
7113
7114         /*
7115          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7116          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7117          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7118          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7119          */
7120         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7121
7122         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7123                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7124
7125         for_each_possible_cpu(cpu)
7126                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7127                           drain_local_stock);
7128
7129         for_each_node(node) {
7130                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7131
7132                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7133                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7134
7135                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7136                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7137                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7138                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7139         }
7140
7141         return 0;
7142 }
7143 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7144
7145 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7146 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7147 {
7148         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7149                 /*
7150                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7151                  * always be >= 1.
7152                  */
7153                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7154                         VM_BUG_ON(1);
7155                         break;
7156                 }
7157                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7158                 if (!memcg)
7159                         memcg = root_mem_cgroup;
7160         }
7161         return memcg;
7162 }
7163
7164 /**
7165  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7166  * @page: page whose memsw charge to transfer
7167  * @entry: swap entry to move the charge to
7168  *
7169  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7170  */
7171 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7172 {
7173         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7174         unsigned int nr_entries;
7175         unsigned short oldid;
7176
7177         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7178         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7179
7180         if (mem_cgroup_disabled())
7181                 return;
7182
7183         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7184                 return;
7185
7186         memcg = page_memcg(page);
7187
7188         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7189         if (!memcg)
7190                 return;
7191
7192         /*
7193          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7194          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7195          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7196          */
7197         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7198         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7199         /* Get references for the tail pages, too */
7200         if (nr_entries > 1)
7201                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7202         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7203                                    nr_entries);
7204         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7205         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7206
7207         page->memcg_data = 0;
7208
7209         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7210                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7211
7212         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7213                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7214                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7215                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7216         }
7217
7218         /*
7219          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7220          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7221          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7222          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7223          */
7224         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7225         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7226         memcg_check_events(memcg, page);
7227
7228         css_put(&memcg->css);
7229 }
7230
7231 /**
7232  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7233  * @page: page being added to swap
7234  * @entry: swap entry to charge
7235  *
7236  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7237  *
7238  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7239  */
7240 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7241 {
7242         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7243         struct page_counter *counter;
7244         struct mem_cgroup *memcg;
7245         unsigned short oldid;
7246
7247         if (mem_cgroup_disabled())
7248                 return 0;
7249
7250         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7251                 return 0;
7252
7253         memcg = page_memcg(page);
7254
7255         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7256         if (!memcg)
7257                 return 0;
7258
7259         if (!entry.val) {
7260                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7261                 return 0;
7262         }
7263
7264         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7265
7266         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7267             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7268                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7269                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7270                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7271                 return -ENOMEM;
7272         }
7273
7274         /* Get references for the tail pages, too */
7275         if (nr_pages > 1)
7276                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7277         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7278         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7279         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7280
7281         return 0;
7282 }
7283
7284 /**
7285  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7286  * @entry: swap entry to uncharge
7287  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7288  */
7289 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7290 {
7291         struct mem_cgroup *memcg;
7292         unsigned short id;
7293
7294         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7295         rcu_read_lock();
7296         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7297         if (memcg) {
7298                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7299                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7300                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7301                         else
7302                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7303                 }
7304                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7305                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7306         }
7307         rcu_read_unlock();
7308 }
7309
7310 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7311 {
7312         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7313
7314         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7315                 return nr_swap_pages;
7316         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7317                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7318                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7319                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7320         return nr_swap_pages;
7321 }
7322
7323 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7324 {
7325         struct mem_cgroup *memcg;
7326
7327         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7328
7329         if (vm_swap_full())
7330                 return true;
7331         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7332                 return false;
7333
7334         memcg = page_memcg(page);
7335         if (!memcg)
7336                 return false;
7337
7338         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7339                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7340
7341                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7342                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7343                         return true;
7344         }
7345
7346         return false;
7347 }
7348
7349 static int __init setup_swap_account(char *s)
7350 {
7351         if (!strcmp(s, "1"))
7352                 cgroup_memory_noswap = false;
7353         else if (!strcmp(s, "0"))
7354                 cgroup_memory_noswap = true;
7355         return 1;
7356 }
7357 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7358
7359 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7360                              struct cftype *cft)
7361 {
7362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7363
7364         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7365 }
7366
7367 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7368 {
7369         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7370                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7371 }
7372
7373 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7374                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7375 {
7376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7377         unsigned long high;
7378         int err;
7379
7380         buf = strstrip(buf);
7381         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7382         if (err)
7383                 return err;
7384
7385         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7386
7387         return nbytes;
7388 }
7389
7390 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7391 {
7392         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7393                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7394 }
7395
7396 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7397                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7398 {
7399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7400         unsigned long max;
7401         int err;
7402
7403         buf = strstrip(buf);
7404         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7405         if (err)
7406                 return err;
7407
7408         xchg(&memcg->swap.max, max);
7409
7410         return nbytes;
7411 }
7412
7413 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7414 {
7415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7416
7417         seq_printf(m, "high %lu\n",
7418                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7419         seq_printf(m, "max %lu\n",
7420                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7421         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7422                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7423
7424         return 0;
7425 }
7426
7427 static struct cftype swap_files[] = {
7428         {
7429                 .name = "swap.current",
7430                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7431                 .read_u64 = swap_current_read,
7432         },
7433         {
7434                 .name = "swap.high",
7435                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7436                 .seq_show = swap_high_show,
7437                 .write = swap_high_write,
7438         },
7439         {
7440                 .name = "swap.max",
7441                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7442                 .seq_show = swap_max_show,
7443                 .write = swap_max_write,
7444         },
7445         {
7446                 .name = "swap.events",
7447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7448                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7449                 .seq_show = swap_events_show,
7450         },
7451         { }     /* terminate */
7452 };
7453
7454 static struct cftype memsw_files[] = {
7455         {
7456                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7457                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7458                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7459         },
7460         {
7461                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7462                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7463                 .write = mem_cgroup_reset,
7464                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7465         },
7466         {
7467                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7468                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7469                 .write = mem_cgroup_write,
7470                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7471         },
7472         {
7473                 .name = "memsw.failcnt",
7474                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7475                 .write = mem_cgroup_reset,
7476                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7477         },
7478         { },    /* terminate */
7479 };
7480
7481 /*
7482  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7483  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7484  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7485  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7486  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7487  */
7488 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7489 {
7490         /* No memory control -> no swap control */
7491         if (mem_cgroup_disabled())
7492                 cgroup_memory_noswap = true;
7493
7494         if (cgroup_memory_noswap)
7495                 return 0;
7496
7497         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7498         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7499
7500         return 0;
7501 }
7502 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7503
7504 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */