Merge tag 'net-next-5.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool should_force_charge(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 extern spinlock_t css_set_lock;
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&css_set_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page_memcg(page);
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page_memcg_check(page);
564
565         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
566                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
567         if (memcg)
568                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
569         rcu_read_unlock();
570         return ino;
571 }
572
573 static struct mem_cgroup_per_node *
574 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
575 {
576         int nid = page_to_nid(page);
577
578         return memcg->nodeinfo[nid];
579 }
580
581 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
582 soft_limit_tree_node(int nid)
583 {
584         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
585 }
586
587 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
588 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
589 {
590         int nid = page_to_nid(page);
591
592         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
593 }
594
595 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
596                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
597                                          unsigned long new_usage_in_excess)
598 {
599         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
600         struct rb_node *parent = NULL;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
602         bool rightmost = true;
603
604         if (mz->on_tree)
605                 return;
606
607         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
608         if (!mz->usage_in_excess)
609                 return;
610         while (*p) {
611                 parent = *p;
612                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
613                                         tree_node);
614                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
615                         p = &(*p)->rb_left;
616                         rightmost = false;
617                 } else {
618                         p = &(*p)->rb_right;
619                 }
620         }
621
622         if (rightmost)
623                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
624
625         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
626         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
627         mz->on_tree = true;
628 }
629
630 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
631                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
632 {
633         if (!mz->on_tree)
634                 return;
635
636         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
637                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
638
639         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
640         mz->on_tree = false;
641 }
642
643 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
644                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
645 {
646         unsigned long flags;
647
648         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
649         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
650         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
651 }
652
653 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
654 {
655         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
656         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
657         unsigned long excess = 0;
658
659         if (nr_pages > soft_limit)
660                 excess = nr_pages - soft_limit;
661
662         return excess;
663 }
664
665 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
666 {
667         unsigned long excess;
668         struct mem_cgroup_per_node *mz;
669         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
670
671         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
672         if (!mctz)
673                 return;
674         /*
675          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
676          * because their event counter is not touched.
677          */
678         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
679                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
680                 excess = soft_limit_excess(memcg);
681                 /*
682                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
683                  * mem is over its softlimit.
684                  */
685                 if (excess || mz->on_tree) {
686                         unsigned long flags;
687
688                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
689                         /* if on-tree, remove it */
690                         if (mz->on_tree)
691                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
692                         /*
693                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
694                          * If excess is 0, no tree ops.
695                          */
696                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
697                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
698                 }
699         }
700 }
701
702 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
703 {
704         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
705         struct mem_cgroup_per_node *mz;
706         int nid;
707
708         for_each_node(nid) {
709                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
710                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
711                 if (mctz)
712                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
713         }
714 }
715
716 static struct mem_cgroup_per_node *
717 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
718 {
719         struct mem_cgroup_per_node *mz;
720
721 retry:
722         mz = NULL;
723         if (!mctz->rb_rightmost)
724                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
725
726         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
727                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
728         /*
729          * Remove the node now but someone else can add it back,
730          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
731          * position in the tree.
732          */
733         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
734         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
735             !css_tryget(&mz->memcg->css))
736                 goto retry;
737 done:
738         return mz;
739 }
740
741 static struct mem_cgroup_per_node *
742 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
743 {
744         struct mem_cgroup_per_node *mz;
745
746         spin_lock_irq(&mctz->lock);
747         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
748         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
749         return mz;
750 }
751
752 /**
753  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
754  * @memcg: the memory cgroup
755  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
756  * @val: delta to add to the counter, can be negative
757  */
758 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
759 {
760         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
761
762         if (mem_cgroup_disabled())
763                 return;
764
765         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
766                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
767
768         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
769         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
770                 struct mem_cgroup *mi;
771
772                 /*
773                  * Batch local counters to keep them in sync with
774                  * the hierarchical ones.
775                  */
776                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
777                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
778                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
779                 x = 0;
780         }
781         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
782 }
783
784 static struct mem_cgroup_per_node *
785 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
786 {
787         struct mem_cgroup *parent;
788
789         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
790         if (!parent)
791                 return NULL;
792         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
793 }
794
795 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
796                               int val)
797 {
798         struct mem_cgroup_per_node *pn;
799         struct mem_cgroup *memcg;
800         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
801
802         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
803         memcg = pn->memcg;
804
805         /* Update memcg */
806         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
807
808         /* Update lruvec */
809         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
810
811         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
812                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
813
814         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
815         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
816                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
817                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
818
819                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
820                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
821                 x = 0;
822         }
823         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
824 }
825
826 /**
827  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
828  * @lruvec: the lruvec
829  * @idx: the stat item
830  * @val: delta to add to the counter, can be negative
831  *
832  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
833  * function updates the all three counters that are affected by a
834  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
835  */
836 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
837                         int val)
838 {
839         /* Update node */
840         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
841
842         /* Update memcg and lruvec */
843         if (!mem_cgroup_disabled())
844                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
845 }
846
847 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
848                              int val)
849 {
850         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
851         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
852         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
853         struct lruvec *lruvec;
854
855         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
856         if (!memcg) {
857                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
858                 return;
859         }
860
861         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
862         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
863 }
864 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
865
866 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
867 {
868         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
869         struct mem_cgroup *memcg;
870         struct lruvec *lruvec;
871
872         rcu_read_lock();
873         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
874
875         /*
876          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
877          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
878          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
879          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
880          */
881         if (!memcg) {
882                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
883         } else {
884                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
885                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
886         }
887         rcu_read_unlock();
888 }
889
890 /**
891  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
892  * @memcg: the memory cgroup
893  * @idx: the event item
894  * @count: the number of events that occured
895  */
896 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
897                           unsigned long count)
898 {
899         unsigned long x;
900
901         if (mem_cgroup_disabled())
902                 return;
903
904         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
905         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
906                 struct mem_cgroup *mi;
907
908                 /*
909                  * Batch local counters to keep them in sync with
910                  * the hierarchical ones.
911                  */
912                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
913                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
914                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
915                 x = 0;
916         }
917         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
918 }
919
920 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
921 {
922         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
923 }
924
925 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
926 {
927         long x = 0;
928         int cpu;
929
930         for_each_possible_cpu(cpu)
931                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
932         return x;
933 }
934
935 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
936                                          struct page *page,
937                                          int nr_pages)
938 {
939         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
940         if (nr_pages > 0)
941                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
942         else {
943                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
944                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
945         }
946
947         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
948 }
949
950 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
951                                        enum mem_cgroup_events_target target)
952 {
953         unsigned long val, next;
954
955         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
956         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
957         /* from time_after() in jiffies.h */
958         if ((long)(next - val) < 0) {
959                 switch (target) {
960                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
961                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
962                         break;
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
964                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 default:
967                         break;
968                 }
969                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
970                 return true;
971         }
972         return false;
973 }
974
975 /*
976  * Check events in order.
977  *
978  */
979 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
980 {
981         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
982         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
983                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
984                 bool do_softlimit;
985
986                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
987                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
988                 mem_cgroup_threshold(memcg);
989                 if (unlikely(do_softlimit))
990                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
991         }
992 }
993
994 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
995 {
996         /*
997          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
998          * if it races with swapoff, page migration, etc.
999          * So this can be called with p == NULL.
1000          */
1001         if (unlikely(!p))
1002                 return NULL;
1003
1004         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1005 }
1006 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1007
1008 /**
1009  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1010  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1011  *
1012  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1013  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1014  * returned.
1015  */
1016 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1017 {
1018         struct mem_cgroup *memcg;
1019
1020         if (mem_cgroup_disabled())
1021                 return NULL;
1022
1023         rcu_read_lock();
1024         do {
1025                 /*
1026                  * Page cache insertions can happen withou an
1027                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1028                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1029                  */
1030                 if (unlikely(!mm))
1031                         memcg = root_mem_cgroup;
1032                 else {
1033                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1034                         if (unlikely(!memcg))
1035                                 memcg = root_mem_cgroup;
1036                 }
1037         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1038         rcu_read_unlock();
1039         return memcg;
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1042
1043 /**
1044  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1045  * @page: page from which memcg should be extracted.
1046  *
1047  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1048  * root_mem_cgroup is returned.
1049  */
1050 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1051 {
1052         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1053
1054         if (mem_cgroup_disabled())
1055                 return NULL;
1056
1057         rcu_read_lock();
1058         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1059         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1060                 memcg = root_mem_cgroup;
1061         rcu_read_unlock();
1062         return memcg;
1063 }
1064 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1065
1066 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1067 {
1068         if (in_interrupt())
1069                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1070         else
1071                 return current->active_memcg;
1072 }
1073
1074 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1075 {
1076         struct mem_cgroup *memcg;
1077
1078         rcu_read_lock();
1079         memcg = active_memcg();
1080         if (memcg) {
1081                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1082                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1083                         memcg = root_mem_cgroup;
1084                 else
1085                         memcg = current->active_memcg;
1086         }
1087         rcu_read_unlock();
1088
1089         return memcg;
1090 }
1091
1092 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1093 {
1094         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1095         if (unlikely(active_memcg()))
1096                 return false;
1097
1098         /* Memcg to charge can't be determined. */
1099         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1100                 return true;
1101
1102         return false;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1107  */
1108 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1109 {
1110         if (memcg_kmem_bypass())
1111                 return NULL;
1112
1113         if (unlikely(active_memcg()))
1114                 return get_active_memcg();
1115
1116         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1117 }
1118
1119 /**
1120  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1121  * @root: hierarchy root
1122  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1123  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1124  *
1125  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1126  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1127  *
1128  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1129  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1130  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1131  *
1132  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1133  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1134  * same node.
1135  */
1136 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1137                                    struct mem_cgroup *prev,
1138                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1139 {
1140         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1141         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1142         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1143         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1144
1145         if (mem_cgroup_disabled())
1146                 return NULL;
1147
1148         if (!root)
1149                 root = root_mem_cgroup;
1150
1151         if (prev && !reclaim)
1152                 pos = prev;
1153
1154         rcu_read_lock();
1155
1156         if (reclaim) {
1157                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1158
1159                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1160                 iter = &mz->iter;
1161
1162                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1163                         goto out_unlock;
1164
1165                 while (1) {
1166                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1167                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1168                                 break;
1169                         /*
1170                          * css reference reached zero, so iter->position will
1171                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1172                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1173                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1174                          * might block it. So we clear iter->position right
1175                          * away.
1176                          */
1177                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1178                 }
1179         }
1180
1181         if (pos)
1182                 css = &pos->css;
1183
1184         for (;;) {
1185                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1186                 if (!css) {
1187                         /*
1188                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1189                          * new one might jump in right at the end of
1190                          * the hierarchy - make sure they see at least
1191                          * one group and restart from the beginning.
1192                          */
1193                         if (!prev)
1194                                 continue;
1195                         break;
1196                 }
1197
1198                 /*
1199                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1200                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1201                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1202                  */
1203                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1204
1205                 if (css == &root->css)
1206                         break;
1207
1208                 if (css_tryget(css))
1209                         break;
1210
1211                 memcg = NULL;
1212         }
1213
1214         if (reclaim) {
1215                 /*
1216                  * The position could have already been updated by a competing
1217                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1218                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1219                  */
1220                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1221
1222                 if (pos)
1223                         css_put(&pos->css);
1224
1225                 if (!memcg)
1226                         iter->generation++;
1227                 else if (!prev)
1228                         reclaim->generation = iter->generation;
1229         }
1230
1231 out_unlock:
1232         rcu_read_unlock();
1233         if (prev && prev != root)
1234                 css_put(&prev->css);
1235
1236         return memcg;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1241  * @root: hierarchy root
1242  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1243  */
1244 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1245                            struct mem_cgroup *prev)
1246 {
1247         if (!root)
1248                 root = root_mem_cgroup;
1249         if (prev && prev != root)
1250                 css_put(&prev->css);
1251 }
1252
1253 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1254                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1255 {
1256         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1257         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1258         int nid;
1259
1260         for_each_node(nid) {
1261                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1262                 iter = &mz->iter;
1263                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1264         }
1265 }
1266
1267 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1268 {
1269         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1270         struct mem_cgroup *last;
1271
1272         do {
1273                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1274                 last = memcg;
1275         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1276
1277         /*
1278          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1279          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1280          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1281          * dead_memcg from cgroup root separately.
1282          */
1283         if (last != root_mem_cgroup)
1284                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1285                                                 dead_memcg);
1286 }
1287
1288 /**
1289  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1290  * @memcg: hierarchy root
1291  * @fn: function to call for each task
1292  * @arg: argument passed to @fn
1293  *
1294  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1295  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1296  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1297  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1298  *
1299  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1300  */
1301 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1302                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1303 {
1304         struct mem_cgroup *iter;
1305         int ret = 0;
1306
1307         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1308
1309         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1310                 struct css_task_iter it;
1311                 struct task_struct *task;
1312
1313                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1314                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1315                         ret = fn(task, arg);
1316                 css_task_iter_end(&it);
1317                 if (ret) {
1318                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1319                         break;
1320                 }
1321         }
1322         return ret;
1323 }
1324
1325 /**
1326  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1327  * @page: the page
1328  * @pgdat: pgdat of the page
1329  *
1330  * This function relies on page's memcg being stable - see the
1331  * access rules in commit_charge().
1332  */
1333 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1334 {
1335         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1336         struct mem_cgroup *memcg;
1337         struct lruvec *lruvec;
1338
1339         if (mem_cgroup_disabled()) {
1340                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1341                 goto out;
1342         }
1343
1344         memcg = page_memcg(page);
1345         /*
1346          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1347          * possibly migrated - before they are charged.
1348          */
1349         if (!memcg)
1350                 memcg = root_mem_cgroup;
1351
1352         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1353         lruvec = &mz->lruvec;
1354 out:
1355         /*
1356          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1357          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1358          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1359          */
1360         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1361                 lruvec->pgdat = pgdat;
1362         return lruvec;
1363 }
1364
1365 /**
1366  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1367  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1368  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1369  * @zid: zone id of the accounted pages
1370  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1371  *
1372  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1373  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1374  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1375  */
1376 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1377                                 int zid, int nr_pages)
1378 {
1379         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1380         unsigned long *lru_size;
1381         long size;
1382
1383         if (mem_cgroup_disabled())
1384                 return;
1385
1386         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1387         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1388
1389         if (nr_pages < 0)
1390                 *lru_size += nr_pages;
1391
1392         size = *lru_size;
1393         if (WARN_ONCE(size < 0,
1394                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1395                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1396                 VM_BUG_ON(1);
1397                 *lru_size = 0;
1398         }
1399
1400         if (nr_pages > 0)
1401                 *lru_size += nr_pages;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1406  * @memcg: the memory cgroup
1407  *
1408  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1409  * pages.
1410  */
1411 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1412 {
1413         unsigned long margin = 0;
1414         unsigned long count;
1415         unsigned long limit;
1416
1417         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1418         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1419         if (count < limit)
1420                 margin = limit - count;
1421
1422         if (do_memsw_account()) {
1423                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1424                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1425                 if (count < limit)
1426                         margin = min(margin, limit - count);
1427                 else
1428                         margin = 0;
1429         }
1430
1431         return margin;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1436  *
1437  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1438  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1439  * caused by "move".
1440  */
1441 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1442 {
1443         struct mem_cgroup *from;
1444         struct mem_cgroup *to;
1445         bool ret = false;
1446         /*
1447          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1448          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1449          */
1450         spin_lock(&mc.lock);
1451         from = mc.from;
1452         to = mc.to;
1453         if (!from)
1454                 goto unlock;
1455
1456         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1457                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1458 unlock:
1459         spin_unlock(&mc.lock);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1466                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1467                         DEFINE_WAIT(wait);
1468                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1469                         /* moving charge context might have finished. */
1470                         if (mc.moving_task)
1471                                 schedule();
1472                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1473                         return true;
1474                 }
1475         }
1476         return false;
1477 }
1478
1479 struct memory_stat {
1480         const char *name;
1481         unsigned int ratio;
1482         unsigned int idx;
1483 };
1484
1485 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1486         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1487         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1488         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1489         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1490         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1491         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1492         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1493         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1494         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1495         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1496 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1497         /*
1498          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1499          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1500          * constant(e.g. powerpc).
1501          */
1502         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1503         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1504         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1505 #endif
1506         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1507         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1508         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1509         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1510         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1511
1512         /*
1513          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1514          * together and slab_reclaimable must be in front.
1515          */
1516         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1517         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1518
1519         /* The memory events */
1520         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1521         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1522         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1523         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1524         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1525         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1526         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1527 };
1528
1529 static int __init memory_stats_init(void)
1530 {
1531         int i;
1532
1533         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1534 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1535                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1536                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1537                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1538                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1539 #endif
1540                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1541                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1542         }
1543
1544         return 0;
1545 }
1546 pure_initcall(memory_stats_init);
1547
1548 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         struct seq_buf s;
1551         int i;
1552
1553         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1554         if (!s.buffer)
1555                 return NULL;
1556
1557         /*
1558          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1559          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1560          *
1561          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1562          * 1) generic big picture -> specifics and details
1563          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1564          *
1565          * Current memory state:
1566          */
1567
1568         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1569                 u64 size;
1570
1571                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1572                 size *= memory_stats[i].ratio;
1573                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1574
1575                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1576                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1577                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1578                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1579                 }
1580         }
1581
1582         /* Accumulated memory events */
1583
1584         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1585                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1586         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1587                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1588         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1589                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1590         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1591                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1592                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1593         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1594                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1595                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1596         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1597                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1598         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1599                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1600         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1601                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1603                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1604
1605 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1607                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1608         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1609                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1610 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1611
1612         /* The above should easily fit into one page */
1613         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1614
1615         return s.buffer;
1616 }
1617
1618 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1619 /**
1620  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1621  * memory controller.
1622  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1623  * @p: Task that is going to be killed
1624  *
1625  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1626  * enabled
1627  */
1628 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1629 {
1630         rcu_read_lock();
1631
1632         if (memcg) {
1633                 pr_cont(",oom_memcg=");
1634                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1635         } else
1636                 pr_cont(",global_oom");
1637         if (p) {
1638                 pr_cont(",task_memcg=");
1639                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1640         }
1641         rcu_read_unlock();
1642 }
1643
1644 /**
1645  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1646  * memory controller.
1647  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1648  */
1649 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         char *buf;
1652
1653         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1654                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1655                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1656         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1657                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1658                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1659                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1660         else {
1661                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1662                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1663                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1664                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1665                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1666                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1667         }
1668
1669         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1670         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1671         pr_cont(":");
1672         buf = memory_stat_format(memcg);
1673         if (!buf)
1674                 return;
1675         pr_info("%s", buf);
1676         kfree(buf);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1681  */
1682 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1683 {
1684         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1685
1686         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1687                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1688                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1689                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1690         } else { /* v1 */
1691                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1692                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1693                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1694
1695                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1696                 }
1697         }
1698         return max;
1699 }
1700
1701 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1702 {
1703         return page_counter_read(&memcg->memory);
1704 }
1705
1706 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1707                                      int order)
1708 {
1709         struct oom_control oc = {
1710                 .zonelist = NULL,
1711                 .nodemask = NULL,
1712                 .memcg = memcg,
1713                 .gfp_mask = gfp_mask,
1714                 .order = order,
1715         };
1716         bool ret = true;
1717
1718         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1719                 return true;
1720
1721         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1722                 goto unlock;
1723
1724         /*
1725          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1726          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1727          */
1728         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1729
1730 unlock:
1731         mutex_unlock(&oom_lock);
1732         return ret;
1733 }
1734
1735 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1736                                    pg_data_t *pgdat,
1737                                    gfp_t gfp_mask,
1738                                    unsigned long *total_scanned)
1739 {
1740         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1741         int total = 0;
1742         int loop = 0;
1743         unsigned long excess;
1744         unsigned long nr_scanned;
1745         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1746                 .pgdat = pgdat,
1747         };
1748
1749         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1750
1751         while (1) {
1752                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1753                 if (!victim) {
1754                         loop++;
1755                         if (loop >= 2) {
1756                                 /*
1757                                  * If we have not been able to reclaim
1758                                  * anything, it might because there are
1759                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1760                                  */
1761                                 if (!total)
1762                                         break;
1763                                 /*
1764                                  * We want to do more targeted reclaim.
1765                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1766                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1767                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1768                                  */
1769                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1770                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1771                                         break;
1772                         }
1773                         continue;
1774                 }
1775                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1776                                         pgdat, &nr_scanned);
1777                 *total_scanned += nr_scanned;
1778                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1779                         break;
1780         }
1781         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1782         return total;
1783 }
1784
1785 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1786 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1787         .name = "memcg_oom_lock",
1788 };
1789 #endif
1790
1791 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1792
1793 /*
1794  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1795  * If someone is running, return false.
1796  */
1797 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1800
1801         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1802
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1804                 if (iter->oom_lock) {
1805                         /*
1806                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1807                          * so we cannot give a lock.
1808                          */
1809                         failed = iter;
1810                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1811                         break;
1812                 } else
1813                         iter->oom_lock = true;
1814         }
1815
1816         if (failed) {
1817                 /*
1818                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1819                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1820                  */
1821                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1822                         if (iter == failed) {
1823                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1824                                 break;
1825                         }
1826                         iter->oom_lock = false;
1827                 }
1828         } else
1829                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1830
1831         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1832
1833         return !failed;
1834 }
1835
1836 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *iter;
1839
1840         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1841         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1842         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1843                 iter->oom_lock = false;
1844         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1845 }
1846
1847 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *iter;
1850
1851         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1852         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1853                 iter->under_oom++;
1854         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1855 }
1856
1857 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1858 {
1859         struct mem_cgroup *iter;
1860
1861         /*
1862          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1863          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1864          */
1865         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1866         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1867                 if (iter->under_oom > 0)
1868                         iter->under_oom--;
1869         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1870 }
1871
1872 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1873
1874 struct oom_wait_info {
1875         struct mem_cgroup *memcg;
1876         wait_queue_entry_t      wait;
1877 };
1878
1879 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1880         unsigned mode, int sync, void *arg)
1881 {
1882         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1883         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1884         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1885
1886         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1887         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1888
1889         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1890             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1891                 return 0;
1892         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1893 }
1894
1895 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1896 {
1897         /*
1898          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1899          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1900          * this function is called as a result of userland actions
1901          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1902          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1903          * triggering notification.
1904          */
1905         if (memcg && memcg->under_oom)
1906                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1907 }
1908
1909 enum oom_status {
1910         OOM_SUCCESS,
1911         OOM_FAILED,
1912         OOM_ASYNC,
1913         OOM_SKIPPED
1914 };
1915
1916 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1917 {
1918         enum oom_status ret;
1919         bool locked;
1920
1921         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1922                 return OOM_SKIPPED;
1923
1924         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1925
1926         /*
1927          * We are in the middle of the charge context here, so we
1928          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1929          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1930          *
1931          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1932          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1933          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1934          * released.
1935          *
1936          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1937          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1938          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1939          * invoke the oom killer here.
1940          *
1941          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1942          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1943          */
1944         if (memcg->oom_kill_disable) {
1945                 if (!current->in_user_fault)
1946                         return OOM_SKIPPED;
1947                 css_get(&memcg->css);
1948                 current->memcg_in_oom = memcg;
1949                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1950                 current->memcg_oom_order = order;
1951
1952                 return OOM_ASYNC;
1953         }
1954
1955         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1956
1957         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1958
1959         if (locked)
1960                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1961
1962         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1963         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1964                 ret = OOM_SUCCESS;
1965         else
1966                 ret = OOM_FAILED;
1967
1968         if (locked)
1969                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1970
1971         return ret;
1972 }
1973
1974 /**
1975  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1976  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1977  *
1978  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1979  * handler was enabled.
1980  *
1981  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1982  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1983  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1984  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1985  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1986  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1987  *
1988  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1989  * completed, %false otherwise.
1990  */
1991 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1992 {
1993         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1994         struct oom_wait_info owait;
1995         bool locked;
1996
1997         /* OOM is global, do not handle */
1998         if (!memcg)
1999                 return false;
2000
2001         if (!handle)
2002                 goto cleanup;
2003
2004         owait.memcg = memcg;
2005         owait.wait.flags = 0;
2006         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2007         owait.wait.private = current;
2008         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2009
2010         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2011         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2012
2013         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2014
2015         if (locked)
2016                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2017
2018         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2019                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2020                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2021                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2022                                          current->memcg_oom_order);
2023         } else {
2024                 schedule();
2025                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2026                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2027         }
2028
2029         if (locked) {
2030                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2031                 /*
2032                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2033                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2034                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2035                  */
2036                 memcg_oom_recover(memcg);
2037         }
2038 cleanup:
2039         current->memcg_in_oom = NULL;
2040         css_put(&memcg->css);
2041         return true;
2042 }
2043
2044 /**
2045  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2046  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2047  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2048  *
2049  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2050  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2051  *
2052  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2053  */
2054 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2055                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2056 {
2057         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2058         struct mem_cgroup *memcg;
2059
2060         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2061                 return NULL;
2062
2063         if (!oom_domain)
2064                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2065
2066         rcu_read_lock();
2067
2068         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2069         if (memcg == root_mem_cgroup)
2070                 goto out;
2071
2072         /*
2073          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2074          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2075          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2076          */
2077         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2078                 goto out;
2079
2080         /*
2081          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2082          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2083          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2084          */
2085         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2086                 if (memcg->oom_group)
2087                         oom_group = memcg;
2088
2089                 if (memcg == oom_domain)
2090                         break;
2091         }
2092
2093         if (oom_group)
2094                 css_get(&oom_group->css);
2095 out:
2096         rcu_read_unlock();
2097
2098         return oom_group;
2099 }
2100
2101 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2102 {
2103         pr_info("Tasks in ");
2104         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2105         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2106 }
2107
2108 /**
2109  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2110  * @page: the page
2111  *
2112  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2113  * another cgroup.
2114  *
2115  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2116  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2117  * when @page might get freed inside the locked section.
2118  */
2119 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2120 {
2121         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2122         struct mem_cgroup *memcg;
2123         unsigned long flags;
2124
2125         /*
2126          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2127          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2128          * because page moving starts with an RCU grace period.
2129          *
2130          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2131          * the page state that is going to change is the only thing
2132          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2133          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2134          * keep off truncation, migration and so forth.
2135          */
2136         rcu_read_lock();
2137
2138         if (mem_cgroup_disabled())
2139                 return NULL;
2140 again:
2141         memcg = page_memcg(head);
2142         if (unlikely(!memcg))
2143                 return NULL;
2144
2145         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2146                 return memcg;
2147
2148         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2149         if (memcg != page_memcg(head)) {
2150                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2151                 goto again;
2152         }
2153
2154         /*
2155          * When charge migration first begins, we can have locked and
2156          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2157          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2158          */
2159         memcg->move_lock_task = current;
2160         memcg->move_lock_flags = flags;
2161
2162         return memcg;
2163 }
2164 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2165
2166 /**
2167  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2168  * @memcg: the memcg
2169  *
2170  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2171  */
2172 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2173 {
2174         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2175                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2176
2177                 memcg->move_lock_task = NULL;
2178                 memcg->move_lock_flags = 0;
2179
2180                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2181         }
2182
2183         rcu_read_unlock();
2184 }
2185
2186 /**
2187  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2188  * @page: the page
2189  */
2190 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2191 {
2192         struct page *head = compound_head(page);
2193
2194         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2195 }
2196 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2197
2198 struct memcg_stock_pcp {
2199         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2200         unsigned int nr_pages;
2201
2202 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2203         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2204         unsigned int nr_bytes;
2205 #endif
2206
2207         struct work_struct work;
2208         unsigned long flags;
2209 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2210 };
2211 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2212 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2213
2214 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2215 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2216 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2217                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2218
2219 #else
2220 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2221 {
2222 }
2223 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2224                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2225 {
2226         return false;
2227 }
2228 #endif
2229
2230 /**
2231  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2232  * @memcg: memcg to consume from.
2233  * @nr_pages: how many pages to charge.
2234  *
2235  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2236  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2237  * service an allocation will refill the stock.
2238  *
2239  * returns true if successful, false otherwise.
2240  */
2241 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2242 {
2243         struct memcg_stock_pcp *stock;
2244         unsigned long flags;
2245         bool ret = false;
2246
2247         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2248                 return ret;
2249
2250         local_irq_save(flags);
2251
2252         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2253         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2254                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2255                 ret = true;
2256         }
2257
2258         local_irq_restore(flags);
2259
2260         return ret;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2265  */
2266 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2267 {
2268         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2269
2270         if (!old)
2271                 return;
2272
2273         if (stock->nr_pages) {
2274                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2275                 if (do_memsw_account())
2276                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2277                 stock->nr_pages = 0;
2278         }
2279
2280         css_put(&old->css);
2281         stock->cached = NULL;
2282 }
2283
2284 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2285 {
2286         struct memcg_stock_pcp *stock;
2287         unsigned long flags;
2288
2289         /*
2290          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2291          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2292          */
2293         local_irq_save(flags);
2294
2295         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2296         drain_obj_stock(stock);
2297         drain_stock(stock);
2298         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2299
2300         local_irq_restore(flags);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2305  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2306  */
2307 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2308 {
2309         struct memcg_stock_pcp *stock;
2310         unsigned long flags;
2311
2312         local_irq_save(flags);
2313
2314         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2315         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2316                 drain_stock(stock);
2317                 css_get(&memcg->css);
2318                 stock->cached = memcg;
2319         }
2320         stock->nr_pages += nr_pages;
2321
2322         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2323                 drain_stock(stock);
2324
2325         local_irq_restore(flags);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2330  * of the hierarchy under it.
2331  */
2332 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2333 {
2334         int cpu, curcpu;
2335
2336         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2337         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2338                 return;
2339         /*
2340          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2341          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2342          * as well as workers from this path always operate on the local
2343          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2344          */
2345         curcpu = get_cpu();
2346         for_each_online_cpu(cpu) {
2347                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2348                 struct mem_cgroup *memcg;
2349                 bool flush = false;
2350
2351                 rcu_read_lock();
2352                 memcg = stock->cached;
2353                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2354                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2355                         flush = true;
2356                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2357                         flush = true;
2358                 rcu_read_unlock();
2359
2360                 if (flush &&
2361                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2362                         if (cpu == curcpu)
2363                                 drain_local_stock(&stock->work);
2364                         else
2365                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2366                 }
2367         }
2368         put_cpu();
2369         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2370 }
2371
2372 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2373 {
2374         struct memcg_stock_pcp *stock;
2375         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2376
2377         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2378         drain_stock(stock);
2379
2380         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2381                 int i;
2382
2383                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2384                         int nid;
2385                         long x;
2386
2387                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2388                         if (x)
2389                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2390                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2391
2392                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2393                                 continue;
2394
2395                         for_each_node(nid) {
2396                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2397
2398                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2399                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2400                                 if (x)
2401                                         do {
2402                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2403                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2404                         }
2405                 }
2406
2407                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2408                         long x;
2409
2410                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2411                         if (x)
2412                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2413                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2414                 }
2415         }
2416
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2421                                   unsigned int nr_pages,
2422                                   gfp_t gfp_mask)
2423 {
2424         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2425
2426         do {
2427                 unsigned long pflags;
2428
2429                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2430                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2431                         continue;
2432
2433                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2434
2435                 psi_memstall_enter(&pflags);
2436                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2437                                                              gfp_mask, true);
2438                 psi_memstall_leave(&pflags);
2439         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2440                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2441
2442         return nr_reclaimed;
2443 }
2444
2445 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2446 {
2447         struct mem_cgroup *memcg;
2448
2449         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2450         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2455  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2456  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2457  */
2458 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2459
2460 /*
2461  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2462  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2463  * below.
2464  *
2465  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2466  *   overage ratio to a delay.
2467  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2468  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2469  *   to produce a reasonable delay curve.
2470  *
2471  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2472  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2473  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2474  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2475  * example, with a high of 100 megabytes:
2476  *
2477  *  +-------+------------------------+
2478  *  | usage | time to allocate in ms |
2479  *  +-------+------------------------+
2480  *  | 100M  |                      0 |
2481  *  | 101M  |                      6 |
2482  *  | 102M  |                     25 |
2483  *  | 103M  |                     57 |
2484  *  | 104M  |                    102 |
2485  *  | 105M  |                    159 |
2486  *  | 106M  |                    230 |
2487  *  | 107M  |                    313 |
2488  *  | 108M  |                    409 |
2489  *  | 109M  |                    518 |
2490  *  | 110M  |                    639 |
2491  *  | 111M  |                    774 |
2492  *  | 112M  |                    921 |
2493  *  | 113M  |                   1081 |
2494  *  | 114M  |                   1254 |
2495  *  | 115M  |                   1439 |
2496  *  | 116M  |                   1638 |
2497  *  | 117M  |                   1849 |
2498  *  | 118M  |                   2000 |
2499  *  | 119M  |                   2000 |
2500  *  | 120M  |                   2000 |
2501  *  +-------+------------------------+
2502  */
2503  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2504  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2505
2506 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2507 {
2508         u64 overage;
2509
2510         if (usage <= high)
2511                 return 0;
2512
2513         /*
2514          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2515          * it was a threshold of 1 page
2516          */
2517         high = max(high, 1UL);
2518
2519         overage = usage - high;
2520         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2521         return div64_u64(overage, high);
2522 }
2523
2524 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2525 {
2526         u64 overage, max_overage = 0;
2527
2528         do {
2529                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2530                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2531                 max_overage = max(overage, max_overage);
2532         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2533                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2534
2535         return max_overage;
2536 }
2537
2538 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2539 {
2540         u64 overage, max_overage = 0;
2541
2542         do {
2543                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2544                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2545                 if (overage)
2546                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2547                 max_overage = max(overage, max_overage);
2548         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2549                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2550
2551         return max_overage;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2556  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2557  */
2558 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2559                                           unsigned int nr_pages,
2560                                           u64 max_overage)
2561 {
2562         unsigned long penalty_jiffies;
2563
2564         if (!max_overage)
2565                 return 0;
2566
2567         /*
2568          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2569          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2570          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2571          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2572          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2573          * overage amount.
2574          */
2575         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2576         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2577         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2578
2579         /*
2580          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2581          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2582          * 4N-sized allocation.
2583          *
2584          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2585          * larger the current charge patch is than that.
2586          */
2587         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2588 }
2589
2590 /*
2591  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2592  * and reclaims memory over the high limit.
2593  */
2594 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2595 {
2596         unsigned long penalty_jiffies;
2597         unsigned long pflags;
2598         unsigned long nr_reclaimed;
2599         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2600         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2601         struct mem_cgroup *memcg;
2602         bool in_retry = false;
2603
2604         if (likely(!nr_pages))
2605                 return;
2606
2607         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2608         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2609
2610 retry_reclaim:
2611         /*
2612          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2613          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2614          * or breaching resource isolation.
2615          *
2616          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2617          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2618          * allocator run every time an allocation is made.
2619          */
2620         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2621                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2622                                     GFP_KERNEL);
2623
2624         /*
2625          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2626          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2627          */
2628         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2629                                                mem_find_max_overage(memcg));
2630
2631         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2632                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2633
2634         /*
2635          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2636          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2637          * extremely slowly.
2638          */
2639         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2640
2641         /*
2642          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2643          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2644          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2645          * been aggressively reclaimed enough yet.
2646          */
2647         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2648                 goto out;
2649
2650         /*
2651          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2652          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2653          * throttling.
2654          */
2655         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2656                 in_retry = true;
2657                 goto retry_reclaim;
2658         }
2659
2660         /*
2661          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2662          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2663          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2664          */
2665         psi_memstall_enter(&pflags);
2666         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2667         psi_memstall_leave(&pflags);
2668
2669 out:
2670         css_put(&memcg->css);
2671 }
2672
2673 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2674                       unsigned int nr_pages)
2675 {
2676         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2677         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2678         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2679         struct page_counter *counter;
2680         enum oom_status oom_status;
2681         unsigned long nr_reclaimed;
2682         bool may_swap = true;
2683         bool drained = false;
2684         unsigned long pflags;
2685
2686         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2687                 return 0;
2688 retry:
2689         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2690                 return 0;
2691
2692         if (!do_memsw_account() ||
2693             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2694                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2695                         goto done_restock;
2696                 if (do_memsw_account())
2697                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2698                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2699         } else {
2700                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2701                 may_swap = false;
2702         }
2703
2704         if (batch > nr_pages) {
2705                 batch = nr_pages;
2706                 goto retry;
2707         }
2708
2709         /*
2710          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2711          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2712          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2713          * and let these go through as privileged allocations.
2714          */
2715         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2716                 goto force;
2717
2718         /*
2719          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2720          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2721          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2722          * free their memory.
2723          */
2724         if (unlikely(should_force_charge()))
2725                 goto force;
2726
2727         /*
2728          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2729          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2730          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2731          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2732          */
2733         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2734                 goto force;
2735
2736         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2737                 goto nomem;
2738
2739         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2740                 goto nomem;
2741
2742         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2743
2744         psi_memstall_enter(&pflags);
2745         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2746                                                     gfp_mask, may_swap);
2747         psi_memstall_leave(&pflags);
2748
2749         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2750                 goto retry;
2751
2752         if (!drained) {
2753                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2754                 drained = true;
2755                 goto retry;
2756         }
2757
2758         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2759                 goto nomem;
2760         /*
2761          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2762          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2763          * before killing the task.
2764          *
2765          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2766          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2767          * to regular pages anyway in case of failure.
2768          */
2769         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2770                 goto retry;
2771         /*
2772          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2773          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2774          */
2775         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2776                 goto retry;
2777
2778         if (nr_retries--)
2779                 goto retry;
2780
2781         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2782                 goto nomem;
2783
2784         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2785                 goto force;
2786
2787         if (fatal_signal_pending(current))
2788                 goto force;
2789
2790         /*
2791          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2792          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2793          * couldn't make any progress.
2794          */
2795         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2796                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2797         switch (oom_status) {
2798         case OOM_SUCCESS:
2799                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2800                 goto retry;
2801         case OOM_FAILED:
2802                 goto force;
2803         default:
2804                 goto nomem;
2805         }
2806 nomem:
2807         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2808                 return -ENOMEM;
2809 force:
2810         /*
2811          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2812          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2813          * temporarily by force charging it.
2814          */
2815         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2816         if (do_memsw_account())
2817                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2818
2819         return 0;
2820
2821 done_restock:
2822         if (batch > nr_pages)
2823                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2824
2825         /*
2826          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2827          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2828          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2829          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2830          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2831          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2832          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2833          */
2834         do {
2835                 bool mem_high, swap_high;
2836
2837                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2838                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2839                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2840                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2841
2842                 /* Don't bother a random interrupted task */
2843                 if (in_interrupt()) {
2844                         if (mem_high) {
2845                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2846                                 break;
2847                         }
2848                         continue;
2849                 }
2850
2851                 if (mem_high || swap_high) {
2852                         /*
2853                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2854                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2855                          * of the memory or swap footprints.
2856                          *
2857                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2858                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2859                          * based on how much each task is actually allocating.
2860                          */
2861                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2862                         set_notify_resume(current);
2863                         break;
2864                 }
2865         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2866
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2871 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2872 {
2873         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2874                 return;
2875
2876         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2877         if (do_memsw_account())
2878                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2879 }
2880 #endif
2881
2882 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2883 {
2884         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2885         /*
2886          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2887          *
2888          * - the page lock
2889          * - LRU isolation
2890          * - lock_page_memcg()
2891          * - exclusive reference
2892          */
2893         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2894 }
2895
2896 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2897 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2898                                  gfp_t gfp)
2899 {
2900         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2901         void *vec;
2902
2903         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2904                            page_to_nid(page));
2905         if (!vec)
2906                 return -ENOMEM;
2907
2908         if (!set_page_objcgs(page, vec))
2909                 kfree(vec);
2910         else
2911                 kmemleak_not_leak(vec);
2912
2913         return 0;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2918  *
2919  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2920  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2921  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2922  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2923  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2924  *
2925  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2926  * cgroup_mutex, etc.
2927  */
2928 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2929 {
2930         struct page *page;
2931
2932         if (mem_cgroup_disabled())
2933                 return NULL;
2934
2935         page = virt_to_head_page(p);
2936
2937         /*
2938          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2939          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2940          * the page->obj_cgroups.
2941          */
2942         if (page_objcgs_check(page)) {
2943                 struct obj_cgroup *objcg;
2944                 unsigned int off;
2945
2946                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2947                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2948                 if (objcg)
2949                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2950
2951                 return NULL;
2952         }
2953
2954         /*
2955          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2956          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2957          * at that moment, but it can be set concurrently.
2958          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2959          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2960          */
2961         return page_memcg_check(page);
2962 }
2963
2964 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2965 {
2966         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2967         struct mem_cgroup *memcg;
2968
2969         if (memcg_kmem_bypass())
2970                 return NULL;
2971
2972         rcu_read_lock();
2973         if (unlikely(active_memcg()))
2974                 memcg = active_memcg();
2975         else
2976                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2977
2978         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2979                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2980                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2981                         break;
2982                 objcg = NULL;
2983         }
2984         rcu_read_unlock();
2985
2986         return objcg;
2987 }
2988
2989 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2990 {
2991         int id, size;
2992         int err;
2993
2994         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2995                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2996         if (id < 0)
2997                 return id;
2998
2999         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3000                 return id;
3001
3002         /*
3003          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3004          * so we have to grow them.
3005          */
3006         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3007
3008         size = 2 * (id + 1);
3009         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3010                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3011         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3012                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3013
3014         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3015         if (!err)
3016                 memcg_nr_cache_ids = size;
3017
3018         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3019
3020         if (err) {
3021                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3022                 return err;
3023         }
3024         return id;
3025 }
3026
3027 static void memcg_free_cache_id(int id)
3028 {
3029         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3030 }
3031
3032 /**
3033  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3034  * @memcg: memory cgroup to charge
3035  * @gfp: reclaim mode
3036  * @nr_pages: number of pages to charge
3037  *
3038  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3039  */
3040 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3041                         unsigned int nr_pages)
3042 {
3043         struct page_counter *counter;
3044         int ret;
3045
3046         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3047         if (ret)
3048                 return ret;
3049
3050         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3051             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3052
3053                 /*
3054                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3055                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3056                  * handling code.
3057                  */
3058                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3059                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3060                         return 0;
3061                 }
3062                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3063                 return -ENOMEM;
3064         }
3065         return 0;
3066 }
3067
3068 /**
3069  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3070  * @memcg: memcg to uncharge
3071  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3072  */
3073 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3074 {
3075         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3076                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3077
3078         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3079         if (do_memsw_account())
3080                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3081 }
3082
3083 /**
3084  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3085  * @page: page to charge
3086  * @gfp: reclaim mode
3087  * @order: allocation order
3088  *
3089  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3090  */
3091 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3092 {
3093         struct mem_cgroup *memcg;
3094         int ret = 0;
3095
3096         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3097         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3098                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3099                 if (!ret) {
3100                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3101                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3102                         return 0;
3103                 }
3104                 css_put(&memcg->css);
3105         }
3106         return ret;
3107 }
3108
3109 /**
3110  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3111  * @page: page to uncharge
3112  * @order: allocation order
3113  */
3114 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3117         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3118
3119         if (!memcg)
3120                 return;
3121
3122         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3123         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3124         page->memcg_data = 0;
3125         css_put(&memcg->css);
3126 }
3127
3128 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3129 {
3130         struct memcg_stock_pcp *stock;
3131         unsigned long flags;
3132         bool ret = false;
3133
3134         local_irq_save(flags);
3135
3136         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3137         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3138                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3139                 ret = true;
3140         }
3141
3142         local_irq_restore(flags);
3143
3144         return ret;
3145 }
3146
3147 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3148 {
3149         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3150
3151         if (!old)
3152                 return;
3153
3154         if (stock->nr_bytes) {
3155                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3156                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3157
3158                 if (nr_pages) {
3159                         rcu_read_lock();
3160                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3161                         rcu_read_unlock();
3162                 }
3163
3164                 /*
3165                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3166                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3167                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3168                  * refill_obj_stock().
3169                  *
3170                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3171                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3172                  * so it might be changed in the future.
3173                  */
3174                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3175                 stock->nr_bytes = 0;
3176         }
3177
3178         obj_cgroup_put(old);
3179         stock->cached_objcg = NULL;
3180 }
3181
3182 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3183                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3184 {
3185         struct mem_cgroup *memcg;
3186
3187         if (stock->cached_objcg) {
3188                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3189                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3190                         return true;
3191         }
3192
3193         return false;
3194 }
3195
3196 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3197 {
3198         struct memcg_stock_pcp *stock;
3199         unsigned long flags;
3200
3201         local_irq_save(flags);
3202
3203         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3204         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3205                 drain_obj_stock(stock);
3206                 obj_cgroup_get(objcg);
3207                 stock->cached_objcg = objcg;
3208                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3209         }
3210         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3211
3212         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3213                 drain_obj_stock(stock);
3214
3215         local_irq_restore(flags);
3216 }
3217
3218 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3219 {
3220         struct mem_cgroup *memcg;
3221         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3222         int ret;
3223
3224         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3225                 return 0;
3226
3227         /*
3228          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3229          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3230          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3231          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3232          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3233          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3234          * refill_obj_stock(), called from this function or
3235          * independently later.
3236          */
3237         rcu_read_lock();
3238 retry:
3239         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3240         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3241                 goto retry;
3242         rcu_read_unlock();
3243
3244         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3245         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3246
3247         if (nr_bytes)
3248                 nr_pages += 1;
3249
3250         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3251         if (!ret && nr_bytes)
3252                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3253
3254         css_put(&memcg->css);
3255         return ret;
3256 }
3257
3258 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3259 {
3260         refill_obj_stock(objcg, size);
3261 }
3262
3263 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3264
3265 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3266
3267 /*
3268  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3269  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3270  */
3271 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3272 {
3273         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3274         int i;
3275
3276         if (mem_cgroup_disabled())
3277                 return;
3278
3279         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3280                 css_get(&memcg->css);
3281                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3282         }
3283 }
3284 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3285
3286 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3287 /**
3288  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3289  * @entry: swap entry to be moved
3290  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3291  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3292  *
3293  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3294  * as the mem_cgroup's id of @from.
3295  *
3296  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3297  *
3298  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3299  * both res and memsw, and called css_get().
3300  */
3301 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3302                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3303 {
3304         unsigned short old_id, new_id;
3305
3306         old_id = mem_cgroup_id(from);
3307         new_id = mem_cgroup_id(to);
3308
3309         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3310                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3311                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3312                 return 0;
3313         }
3314         return -EINVAL;
3315 }
3316 #else
3317 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3318                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3319 {
3320         return -EINVAL;
3321 }
3322 #endif
3323
3324 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3325
3326 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3327                                  unsigned long max, bool memsw)
3328 {
3329         bool enlarge = false;
3330         bool drained = false;
3331         int ret;
3332         bool limits_invariant;
3333         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3334
3335         do {
3336                 if (signal_pending(current)) {
3337                         ret = -EINTR;
3338                         break;
3339                 }
3340
3341                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3342                 /*
3343                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3344                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3345                  */
3346                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3347                                            max <= memcg->memsw.max;
3348                 if (!limits_invariant) {
3349                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3350                         ret = -EINVAL;
3351                         break;
3352                 }
3353                 if (max > counter->max)
3354                         enlarge = true;
3355                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3356                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3357
3358                 if (!ret)
3359                         break;
3360
3361                 if (!drained) {
3362                         drain_all_stock(memcg);
3363                         drained = true;
3364                         continue;
3365                 }
3366
3367                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3368                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3369                         ret = -EBUSY;
3370                         break;
3371                 }
3372         } while (true);
3373
3374         if (!ret && enlarge)
3375                 memcg_oom_recover(memcg);
3376
3377         return ret;
3378 }
3379
3380 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3381                                             gfp_t gfp_mask,
3382                                             unsigned long *total_scanned)
3383 {
3384         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3385         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3386         unsigned long reclaimed;
3387         int loop = 0;
3388         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3389         unsigned long excess;
3390         unsigned long nr_scanned;
3391
3392         if (order > 0)
3393                 return 0;
3394
3395         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3396
3397         /*
3398          * Do not even bother to check the largest node if the root
3399          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3400          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3401          */
3402         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3403                 return 0;
3404
3405         /*
3406          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3407          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3408          * pressure
3409          */
3410         do {
3411                 if (next_mz)
3412                         mz = next_mz;
3413                 else
3414                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3415                 if (!mz)
3416                         break;
3417
3418                 nr_scanned = 0;
3419                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3420                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3421                 nr_reclaimed += reclaimed;
3422                 *total_scanned += nr_scanned;
3423                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3424                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3425
3426                 /*
3427                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3428                  * it is time to move on to the next cgroup
3429                  */
3430                 next_mz = NULL;
3431                 if (!reclaimed)
3432                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3433
3434                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3435                 /*
3436                  * One school of thought says that we should not add
3437                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3438                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3439                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3440                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3441                  * term TODO.
3442                  */
3443                 /* If excess == 0, no tree ops */
3444                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3445                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3446                 css_put(&mz->memcg->css);
3447                 loop++;
3448                 /*
3449                  * Could not reclaim anything and there are no more
3450                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3451                  * reclaiming anything.
3452                  */
3453                 if (!nr_reclaimed &&
3454                         (next_mz == NULL ||
3455                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3456                         break;
3457         } while (!nr_reclaimed);
3458         if (next_mz)
3459                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3460         return nr_reclaimed;
3461 }
3462
3463 /*
3464  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3465  *
3466  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3467  */
3468 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3469 {
3470         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3471
3472         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3473         lru_add_drain_all();
3474
3475         drain_all_stock(memcg);
3476
3477         /* try to free all pages in this cgroup */
3478         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3479                 int progress;
3480
3481                 if (signal_pending(current))
3482                         return -EINTR;
3483
3484                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3485                                                         GFP_KERNEL, true);
3486                 if (!progress) {
3487                         nr_retries--;
3488                         /* maybe some writeback is necessary */
3489                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3490                 }
3491
3492         }
3493
3494         return 0;
3495 }
3496
3497 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3498                                             char *buf, size_t nbytes,
3499                                             loff_t off)
3500 {
3501         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3502
3503         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3504                 return -EINVAL;
3505         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3506 }
3507
3508 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3509                                      struct cftype *cft)
3510 {
3511         return 1;
3512 }
3513
3514 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3515                                       struct cftype *cft, u64 val)
3516 {
3517         if (val == 1)
3518                 return 0;
3519
3520         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3521                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3522                      "depend on this functionality.\n");
3523
3524         return -EINVAL;
3525 }
3526
3527 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3528 {
3529         unsigned long val;
3530
3531         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3532                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3533                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3534                 if (swap)
3535                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3536         } else {
3537                 if (!swap)
3538                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3539                 else
3540                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3541         }
3542         return val;
3543 }
3544
3545 enum {
3546         RES_USAGE,
3547         RES_LIMIT,
3548         RES_MAX_USAGE,
3549         RES_FAILCNT,
3550         RES_SOFT_LIMIT,
3551 };
3552
3553 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3554                                struct cftype *cft)
3555 {
3556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3557         struct page_counter *counter;
3558
3559         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3560         case _MEM:
3561                 counter = &memcg->memory;
3562                 break;
3563         case _MEMSWAP:
3564                 counter = &memcg->memsw;
3565                 break;
3566         case _KMEM:
3567                 counter = &memcg->kmem;
3568                 break;
3569         case _TCP:
3570                 counter = &memcg->tcpmem;
3571                 break;
3572         default:
3573                 BUG();
3574         }
3575
3576         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3577         case RES_USAGE:
3578                 if (counter == &memcg->memory)
3579                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3580                 if (counter == &memcg->memsw)
3581                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3582                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3583         case RES_LIMIT:
3584                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3585         case RES_MAX_USAGE:
3586                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3587         case RES_FAILCNT:
3588                 return counter->failcnt;
3589         case RES_SOFT_LIMIT:
3590                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3591         default:
3592                 BUG();
3593         }
3594 }
3595
3596 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3597 {
3598         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3599         struct mem_cgroup *mi;
3600         int node, cpu, i;
3601
3602         for_each_online_cpu(cpu)
3603                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3604                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3605
3606         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3607                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3608                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3609
3610         for_each_node(node) {
3611                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3612                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3613
3614                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3615                         stat[i] = 0;
3616
3617                 for_each_online_cpu(cpu)
3618                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3619                                 stat[i] += per_cpu(
3620                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3621
3622                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3623                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3624                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3625         }
3626 }
3627
3628 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3629 {
3630         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3631         struct mem_cgroup *mi;
3632         int cpu, i;
3633
3634         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3635                 events[i] = 0;
3636
3637         for_each_online_cpu(cpu)
3638                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3639                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3640                                              cpu);
3641
3642         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3643                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3644                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3645 }
3646
3647 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3648 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3649 {
3650         struct obj_cgroup *objcg;
3651         int memcg_id;
3652
3653         if (cgroup_memory_nokmem)
3654                 return 0;
3655
3656         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3657         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3658
3659         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3660         if (memcg_id < 0)
3661                 return memcg_id;
3662
3663         objcg = obj_cgroup_alloc();
3664         if (!objcg) {
3665                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3666                 return -ENOMEM;
3667         }
3668         objcg->memcg = memcg;
3669         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3670
3671         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3672
3673         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3674         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3675
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3680 {
3681         struct cgroup_subsys_state *css;
3682         struct mem_cgroup *parent, *child;
3683         int kmemcg_id;
3684
3685         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3686                 return;
3687
3688         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3689
3690         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3691         if (!parent)
3692                 parent = root_mem_cgroup;
3693
3694         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3695
3696         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3697         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3698
3699         /*
3700          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3701          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3702          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3703          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3704          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3705          * memcg_drain_all_list_lrus().
3706          */
3707         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3708         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3709                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3710                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3711                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3712         }
3713         rcu_read_unlock();
3714
3715         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3716
3717         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3718 }
3719
3720 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3723         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3724                 memcg_offline_kmem(memcg);
3725 }
3726 #else
3727 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729         return 0;
3730 }
3731 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3732 {
3733 }
3734 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3735 {
3736 }
3737 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3738
3739 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3740                                  unsigned long max)
3741 {
3742         int ret;
3743
3744         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3745         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3746         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3747         return ret;
3748 }
3749
3750 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3751 {
3752         int ret;
3753
3754         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3755
3756         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3757         if (ret)
3758                 goto out;
3759
3760         if (!memcg->tcpmem_active) {
3761                 /*
3762                  * The active flag needs to be written after the static_key
3763                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3764                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3765                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3766                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3767                  *
3768                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3769                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3770                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3771                  * yet, we'll lose accounting.
3772                  *
3773                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3774                  * because when this value change, the code to process it is not
3775                  * patched in yet.
3776                  */
3777                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3778                 memcg->tcpmem_active = true;
3779         }
3780 out:
3781         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3782         return ret;
3783 }
3784
3785 /*
3786  * The user of this function is...
3787  * RES_LIMIT.
3788  */
3789 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3790                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3791 {
3792         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3793         unsigned long nr_pages;
3794         int ret;
3795
3796         buf = strstrip(buf);
3797         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3798         if (ret)
3799                 return ret;
3800
3801         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3802         case RES_LIMIT:
3803                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3804                         ret = -EINVAL;
3805                         break;
3806                 }
3807                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3808                 case _MEM:
3809                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3810                         break;
3811                 case _MEMSWAP:
3812                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3813                         break;
3814                 case _KMEM:
3815                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3816                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3817                                      "depend on this functionality.\n");
3818                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3819                         break;
3820                 case _TCP:
3821                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3822                         break;
3823                 }
3824                 break;
3825         case RES_SOFT_LIMIT:
3826                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3827                 ret = 0;
3828                 break;
3829         }
3830         return ret ?: nbytes;
3831 }
3832
3833 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3834                                 size_t nbytes, loff_t off)
3835 {
3836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3837         struct page_counter *counter;
3838
3839         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3840         case _MEM:
3841                 counter = &memcg->memory;
3842                 break;
3843         case _MEMSWAP:
3844                 counter = &memcg->memsw;
3845                 break;
3846         case _KMEM:
3847                 counter = &memcg->kmem;
3848                 break;
3849         case _TCP:
3850                 counter = &memcg->tcpmem;
3851                 break;
3852         default:
3853                 BUG();
3854         }
3855
3856         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3857         case RES_MAX_USAGE:
3858                 page_counter_reset_watermark(counter);
3859                 break;
3860         case RES_FAILCNT:
3861                 counter->failcnt = 0;
3862                 break;
3863         default:
3864                 BUG();
3865         }
3866
3867         return nbytes;
3868 }
3869
3870 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3871                                         struct cftype *cft)
3872 {
3873         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3874 }
3875
3876 #ifdef CONFIG_MMU
3877 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3878                                         struct cftype *cft, u64 val)
3879 {
3880         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3881
3882         if (val & ~MOVE_MASK)
3883                 return -EINVAL;
3884
3885         /*
3886          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3887          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3888          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3889          * affect task migrations starting after the change.
3890          */
3891         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3892         return 0;
3893 }
3894 #else
3895 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3896                                         struct cftype *cft, u64 val)
3897 {
3898         return -ENOSYS;
3899 }
3900 #endif
3901
3902 #ifdef CONFIG_NUMA
3903
3904 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3905 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3906 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3907
3908 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3909                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3910 {
3911         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3912         unsigned long nr = 0;
3913         enum lru_list lru;
3914
3915         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3916
3917         for_each_lru(lru) {
3918                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3919                         continue;
3920                 if (tree)
3921                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3922                 else
3923                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3924         }
3925         return nr;
3926 }
3927
3928 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3929                                              unsigned int lru_mask,
3930                                              bool tree)
3931 {
3932         unsigned long nr = 0;
3933         enum lru_list lru;
3934
3935         for_each_lru(lru) {
3936                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3937                         continue;
3938                 if (tree)
3939                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3940                 else
3941                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3942         }
3943         return nr;
3944 }
3945
3946 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3947 {
3948         struct numa_stat {
3949                 const char *name;
3950                 unsigned int lru_mask;
3951         };
3952
3953         static const struct numa_stat stats[] = {
3954                 { "total", LRU_ALL },
3955                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3956                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3957                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3958         };
3959         const struct numa_stat *stat;
3960         int nid;
3961         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3962
3963         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3964                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3965                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3966                                                    false));
3967                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3968                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3969                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3970                                                         stat->lru_mask, false));
3971                 seq_putc(m, '\n');
3972         }
3973
3974         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3975
3976                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3977                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3978                                                    true));
3979                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3980                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3981                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3982                                                         stat->lru_mask, true));
3983                 seq_putc(m, '\n');
3984         }
3985
3986         return 0;
3987 }
3988 #endif /* CONFIG_NUMA */
3989
3990 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3991         NR_FILE_PAGES,
3992         NR_ANON_MAPPED,
3993 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3994         NR_ANON_THPS,
3995 #endif
3996         NR_SHMEM,
3997         NR_FILE_MAPPED,
3998         NR_FILE_DIRTY,
3999         NR_WRITEBACK,
4000         MEMCG_SWAP,
4001 };
4002
4003 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4004         "cache",
4005         "rss",
4006 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4007         "rss_huge",
4008 #endif
4009         "shmem",
4010         "mapped_file",
4011         "dirty",
4012         "writeback",
4013         "swap",
4014 };
4015
4016 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4017 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4018         PGPGIN,
4019         PGPGOUT,
4020         PGFAULT,
4021         PGMAJFAULT,
4022 };
4023
4024 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4025 {
4026         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4027         unsigned long memory, memsw;
4028         struct mem_cgroup *mi;
4029         unsigned int i;
4030
4031         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4032
4033         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4034                 unsigned long nr;
4035
4036                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4037                         continue;
4038                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4039 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4040                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4041                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4042 #endif
4043                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4044         }
4045
4046         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4047                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4048                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4049
4050         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4051                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4052                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4053                            PAGE_SIZE);
4054
4055         /* Hierarchical information */
4056         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4057         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4058                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4059                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4060         }
4061         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4062                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4063         if (do_memsw_account())
4064                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4065                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4066
4067         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4068                 unsigned long nr;
4069
4070                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4071                         continue;
4072                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4073 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4074                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4075                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4076 #endif
4077                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4078                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4079         }
4080
4081         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4082                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4083                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4084                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4085
4086         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4087                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4088                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4089                            PAGE_SIZE);
4090
4091 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4092         {
4093                 pg_data_t *pgdat;
4094                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4095                 unsigned long anon_cost = 0;
4096                 unsigned long file_cost = 0;
4097
4098                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4099                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4100
4101                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4102                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4103                 }
4104                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4105                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4106         }
4107 #endif
4108
4109         return 0;
4110 }
4111
4112 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4113                                       struct cftype *cft)
4114 {
4115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4116
4117         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4118 }
4119
4120 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4121                                        struct cftype *cft, u64 val)
4122 {
4123         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4124
4125         if (val > 100)
4126                 return -EINVAL;
4127
4128         if (css->parent)
4129                 memcg->swappiness = val;
4130         else
4131                 vm_swappiness = val;
4132
4133         return 0;
4134 }
4135
4136 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4137 {
4138         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4139         unsigned long usage;
4140         int i;
4141
4142         rcu_read_lock();
4143         if (!swap)
4144                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4145         else
4146                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4147
4148         if (!t)
4149                 goto unlock;
4150
4151         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4152
4153         /*
4154          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4155          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4156          * call of __mem_cgroup_threshold().
4157          */
4158         i = t->current_threshold;
4159
4160         /*
4161          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4162          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4163          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4164          * only one element of the array here.
4165          */
4166         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4167                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4168
4169         /* i = current_threshold + 1 */
4170         i++;
4171
4172         /*
4173          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4174          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4175          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4176          * only one element of the array here.
4177          */
4178         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4179                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4180
4181         /* Update current_threshold */
4182         t->current_threshold = i - 1;
4183 unlock:
4184         rcu_read_unlock();
4185 }
4186
4187 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4188 {
4189         while (memcg) {
4190                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4191                 if (do_memsw_account())
4192                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4193
4194                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4195         }
4196 }
4197
4198 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4199 {
4200         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4201         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4202
4203         if (_a->threshold > _b->threshold)
4204                 return 1;
4205
4206         if (_a->threshold < _b->threshold)
4207                 return -1;
4208
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4213 {
4214         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4215
4216         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4217
4218         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4219                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4220
4221         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4222         return 0;
4223 }
4224
4225 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4226 {
4227         struct mem_cgroup *iter;
4228
4229         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4230                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4231 }
4232
4233 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4234         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4235 {
4236         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4237         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4238         unsigned long threshold;
4239         unsigned long usage;
4240         int i, size, ret;
4241
4242         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4243         if (ret)
4244                 return ret;
4245
4246         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4247
4248         if (type == _MEM) {
4249                 thresholds = &memcg->thresholds;
4250                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4251         } else if (type == _MEMSWAP) {
4252                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4253                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4254         } else
4255                 BUG();
4256
4257         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4258         if (thresholds->primary)
4259                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4260
4261         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4262
4263         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4264         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4265         if (!new) {
4266                 ret = -ENOMEM;
4267                 goto unlock;
4268         }
4269         new->size = size;
4270
4271         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4272         if (thresholds->primary)
4273                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4274                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4275
4276         /* Add new threshold */
4277         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4278         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4279
4280         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4281         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4282                         compare_thresholds, NULL);
4283
4284         /* Find current threshold */
4285         new->current_threshold = -1;
4286         for (i = 0; i < size; i++) {
4287                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4288                         /*
4289                          * new->current_threshold will not be used until
4290                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4291                          * it here.
4292                          */
4293                         ++new->current_threshold;
4294                 } else
4295                         break;
4296         }
4297
4298         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4299         kfree(thresholds->spare);
4300         thresholds->spare = thresholds->primary;
4301
4302         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4303
4304         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4305         synchronize_rcu();
4306
4307 unlock:
4308         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4309
4310         return ret;
4311 }
4312
4313 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4314         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4315 {
4316         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4317 }
4318
4319 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4320         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4321 {
4322         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4323 }
4324
4325 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4326         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4327 {
4328         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4329         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4330         unsigned long usage;
4331         int i, j, size, entries;
4332
4333         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4334
4335         if (type == _MEM) {
4336                 thresholds = &memcg->thresholds;
4337                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4338         } else if (type == _MEMSWAP) {
4339                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4340                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4341         } else
4342                 BUG();
4343
4344         if (!thresholds->primary)
4345                 goto unlock;
4346
4347         /* Check if a threshold crossed before removing */
4348         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4349
4350         /* Calculate new number of threshold */
4351         size = entries = 0;
4352         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4353                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4354                         size++;
4355                 else
4356                         entries++;
4357         }
4358
4359         new = thresholds->spare;
4360
4361         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4362         if (!entries)
4363                 goto unlock;
4364
4365         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4366         if (!size) {
4367                 kfree(new);
4368                 new = NULL;
4369                 goto swap_buffers;
4370         }
4371
4372         new->size = size;
4373
4374         /* Copy thresholds and find current threshold */
4375         new->current_threshold = -1;
4376         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4377                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4378                         continue;
4379
4380                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4381                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4382                         /*
4383                          * new->current_threshold will not be used
4384                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4385                          * it here.
4386                          */
4387                         ++new->current_threshold;
4388                 }
4389                 j++;
4390         }
4391
4392 swap_buffers:
4393         /* Swap primary and spare array */
4394         thresholds->spare = thresholds->primary;
4395
4396         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4397
4398         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4399         synchronize_rcu();
4400
4401         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4402         if (!new) {
4403                 kfree(thresholds->spare);
4404                 thresholds->spare = NULL;
4405         }
4406 unlock:
4407         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4408 }
4409
4410 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4411         struct eventfd_ctx *eventfd)
4412 {
4413         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4414 }
4415
4416 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4417         struct eventfd_ctx *eventfd)
4418 {
4419         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4420 }
4421
4422 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4423         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4424 {
4425         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4426
4427         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4428         if (!event)
4429                 return -ENOMEM;
4430
4431         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4432
4433         event->eventfd = eventfd;
4434         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4435
4436         /* already in OOM ? */
4437         if (memcg->under_oom)
4438                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4439         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4440
4441         return 0;
4442 }
4443
4444 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4445         struct eventfd_ctx *eventfd)
4446 {
4447         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4448
4449         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4450
4451         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4452                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4453                         list_del(&ev->list);
4454                         kfree(ev);
4455                 }
4456         }
4457
4458         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4459 }
4460
4461 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4462 {
4463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4464
4465         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4466         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4467         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4468                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4469         return 0;
4470 }
4471
4472 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4473         struct cftype *cft, u64 val)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4476
4477         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4478         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4479                 return -EINVAL;
4480
4481         memcg->oom_kill_disable = val;
4482         if (!val)
4483                 memcg_oom_recover(memcg);
4484
4485         return 0;
4486 }
4487
4488 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4489
4490 #include <trace/events/writeback.h>
4491
4492 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4493 {
4494         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4495 }
4496
4497 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4498 {
4499         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4500 }
4501
4502 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4503 {
4504         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4505 }
4506
4507 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4508 {
4509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4510
4511         if (!memcg->css.parent)
4512                 return NULL;
4513
4514         return &memcg->cgwb_domain;
4515 }
4516
4517 /*
4518  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4519  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4520  */
4521 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4522 {
4523         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4524         int cpu;
4525
4526         for_each_online_cpu(cpu)
4527                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4528         if (x < 0)
4529                 x = 0;
4530         return x;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4535  * @wb: bdi_writeback in question
4536  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4537  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4538  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4539  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4540  *
4541  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4542  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4543  * is a bit more involved.
4544  *
4545  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4546  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4547  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4548  * available memory in the system.  The caller should further cap
4549  * *@pheadroom accordingly.
4550  */
4551 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4552                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4553                          unsigned long *pwriteback)
4554 {
4555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4556         struct mem_cgroup *parent;
4557
4558         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4559
4560         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4561         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4562                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4563         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4564
4565         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4566                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4567                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4568                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4569
4570                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4571                 memcg = parent;
4572         }
4573 }
4574
4575 /*
4576  * Foreign dirty flushing
4577  *
4578  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4579  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4580  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4581  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4582  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4583  * different cgroups isn't a common use-case.
4584  *
4585  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4586  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4587  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4588  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4589  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4590  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4591  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4592  * make writeback of the dirty pages happen.
4593  *
4594  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4595  * severely throttled after making some progress after each
4596  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4597  * completely idle.
4598  *
4599  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4600  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4601  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4602  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4603  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4604  *
4605  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4606  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4607  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4608  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4609  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4610  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4611  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4612  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4613  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4614  *
4615  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4616  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4617  * records are lockless and racy.
4618  */
4619 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4620                                              struct bdi_writeback *wb)
4621 {
4622         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4623         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4624         u64 now = get_jiffies_64();
4625         u64 oldest_at = now;
4626         int oldest = -1;
4627         int i;
4628
4629         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4630
4631         /*
4632          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4633          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4634          * written out.
4635          */
4636         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4637                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4638                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4639                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4640                         break;
4641                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4642                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4643                         oldest = i;
4644                         oldest_at = frn->at;
4645                 }
4646         }
4647
4648         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4649                 /*
4650                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4651                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4652                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4653                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4654                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4655                  */
4656                 unsigned long update_intv =
4657                         min_t(unsigned long, HZ,
4658                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4659
4660                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4661                         frn->at = now;
4662         } else if (oldest >= 0) {
4663                 /* replace the oldest free one */
4664                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4665                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4666                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4667                 frn->at = now;
4668         }
4669 }
4670
4671 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4672 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4673 {
4674         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4675         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4676         u64 now = jiffies_64;
4677         int i;
4678
4679         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4680                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4681
4682                 /*
4683                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4684                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4685                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4686                  * already one in flight.
4687                  */
4688                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4689                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4690                         frn->at = 0;
4691                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4692                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4693                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4694                                                &frn->done);
4695                 }
4696         }
4697 }
4698
4699 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4700
4701 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4702 {
4703         return 0;
4704 }
4705
4706 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4707 {
4708 }
4709
4710 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4711 {
4712 }
4713
4714 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4715
4716 /*
4717  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4718  *
4719  * "cgroup.event_control" implementation.
4720  *
4721  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4722  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4723  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4724  *
4725  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4726  * possible.
4727  */
4728
4729 /*
4730  * Unregister event and free resources.
4731  *
4732  * Gets called from workqueue.
4733  */
4734 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4735 {
4736         struct mem_cgroup_event *event =
4737                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4738         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4739
4740         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4741
4742         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4743
4744         /* Notify userspace the event is going away. */
4745         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4746
4747         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4748         kfree(event);
4749         css_put(&memcg->css);
4750 }
4751
4752 /*
4753  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4754  *
4755  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4756  */
4757 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4758                             int sync, void *key)
4759 {
4760         struct mem_cgroup_event *event =
4761                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4762         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4763         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4764
4765         if (flags & EPOLLHUP) {
4766                 /*
4767                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4768                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4769                  * for us.
4770                  *
4771                  * We can't race against event freeing since the other
4772                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4773                  * which we hold.
4774                  */
4775                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4776                 if (!list_empty(&event->list)) {
4777                         list_del_init(&event->list);
4778                         /*
4779                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4780                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4781                          */
4782                         schedule_work(&event->remove);
4783                 }
4784                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4785         }
4786
4787         return 0;
4788 }
4789
4790 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4791                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4792 {
4793         struct mem_cgroup_event *event =
4794                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4795
4796         event->wqh = wqh;
4797         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4798 }
4799
4800 /*
4801  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4802  *
4803  * Parse input and register new cgroup event handler.
4804  *
4805  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4806  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4807  */
4808 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4809                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4810 {
4811         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4813         struct mem_cgroup_event *event;
4814         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4815         unsigned int efd, cfd;
4816         struct fd efile;
4817         struct fd cfile;
4818         const char *name;
4819         char *endp;
4820         int ret;
4821
4822         buf = strstrip(buf);
4823
4824         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4825         if (*endp != ' ')
4826                 return -EINVAL;
4827         buf = endp + 1;
4828
4829         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4830         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4831                 return -EINVAL;
4832         buf = endp + 1;
4833
4834         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4835         if (!event)
4836                 return -ENOMEM;
4837
4838         event->memcg = memcg;
4839         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4840         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4841         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4842         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4843
4844         efile = fdget(efd);
4845         if (!efile.file) {
4846                 ret = -EBADF;
4847                 goto out_kfree;
4848         }
4849
4850         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4851         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4852                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4853                 goto out_put_efile;
4854         }
4855
4856         cfile = fdget(cfd);
4857         if (!cfile.file) {
4858                 ret = -EBADF;
4859                 goto out_put_eventfd;
4860         }
4861
4862         /* the process need read permission on control file */
4863         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4864         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4865         if (ret < 0)
4866                 goto out_put_cfile;
4867
4868         /*
4869          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4870          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4871          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4872          * is for compatibility anyway.
4873          *
4874          * DO NOT ADD NEW FILES.
4875          */
4876         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4877
4878         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4879                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4880                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4881         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4882                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4883                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4884         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4885                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4886                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4887         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4888                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4889                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4890         } else {
4891                 ret = -EINVAL;
4892                 goto out_put_cfile;
4893         }
4894
4895         /*
4896          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4897          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4898          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4899          */
4900         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4901                                                &memory_cgrp_subsys);
4902         ret = -EINVAL;
4903         if (IS_ERR(cfile_css))
4904                 goto out_put_cfile;
4905         if (cfile_css != css) {
4906                 css_put(cfile_css);
4907                 goto out_put_cfile;
4908         }
4909
4910         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4911         if (ret)
4912                 goto out_put_css;
4913
4914         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4915
4916         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4917         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4918         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4919
4920         fdput(cfile);
4921         fdput(efile);
4922
4923         return nbytes;
4924
4925 out_put_css:
4926         css_put(css);
4927 out_put_cfile:
4928         fdput(cfile);
4929 out_put_eventfd:
4930         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4931 out_put_efile:
4932         fdput(efile);
4933 out_kfree:
4934         kfree(event);
4935
4936         return ret;
4937 }
4938
4939 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4940         {
4941                 .name = "usage_in_bytes",
4942                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4943                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4944         },
4945         {
4946                 .name = "max_usage_in_bytes",
4947                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4948                 .write = mem_cgroup_reset,
4949                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4950         },
4951         {
4952                 .name = "limit_in_bytes",
4953                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4954                 .write = mem_cgroup_write,
4955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4956         },
4957         {
4958                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4960                 .write = mem_cgroup_write,
4961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "failcnt",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4966                 .write = mem_cgroup_reset,
4967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "stat",
4971                 .seq_show = memcg_stat_show,
4972         },
4973         {
4974                 .name = "force_empty",
4975                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4976         },
4977         {
4978                 .name = "use_hierarchy",
4979                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4980                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4981         },
4982         {
4983                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4984                 .write = memcg_write_event_control,
4985                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "swappiness",
4989                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4990                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4991         },
4992         {
4993                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4994                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4995                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4996         },
4997         {
4998                 .name = "oom_control",
4999                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5000                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5001                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5002         },
5003         {
5004                 .name = "pressure_level",
5005         },
5006 #ifdef CONFIG_NUMA
5007         {
5008                 .name = "numa_stat",
5009                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5010         },
5011 #endif
5012         {
5013                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5015                 .write = mem_cgroup_write,
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5022         },
5023         {
5024                 .name = "kmem.failcnt",
5025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5026                 .write = mem_cgroup_reset,
5027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5028         },
5029         {
5030                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5032                 .write = mem_cgroup_reset,
5033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5034         },
5035 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5036         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5037         {
5038                 .name = "kmem.slabinfo",
5039                 .seq_show = memcg_slab_show,
5040         },
5041 #endif
5042         {
5043                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5045                 .write = mem_cgroup_write,
5046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5047         },
5048         {
5049                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5052         },
5053         {
5054                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5055                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5056                 .write = mem_cgroup_reset,
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5062                 .write = mem_cgroup_reset,
5063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5064         },
5065         { },    /* terminate */
5066 };
5067
5068 /*
5069  * Private memory cgroup IDR
5070  *
5071  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5072  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5073  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5074  * memory-controlled cgroups to 64k.
5075  *
5076  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5077  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5078  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5079  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5080  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5081  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5082  *
5083  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5084  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5085  * when the CSS is offlined.
5086  *
5087  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5088  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5089  * those references are manageable from userspace.
5090  */
5091
5092 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5093
5094 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5095 {
5096         if (memcg->id.id > 0) {
5097                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5098                 memcg->id.id = 0;
5099         }
5100 }
5101
5102 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5103                                                   unsigned int n)
5104 {
5105         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5106 }
5107
5108 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5109 {
5110         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5111                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5112
5113                 /* Memcg ID pins CSS */
5114                 css_put(&memcg->css);
5115         }
5116 }
5117
5118 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5119 {
5120         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5121 }
5122
5123 /**
5124  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5125  * @id: the memcg id to look up
5126  *
5127  * Caller must hold rcu_read_lock().
5128  */
5129 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5130 {
5131         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5132         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5133 }
5134
5135 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5136 {
5137         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5138         int tmp = node;
5139         /*
5140          * This routine is called against possible nodes.
5141          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5142          *
5143          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5144          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5145          *       function.
5146          */
5147         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5148                 tmp = -1;
5149         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5150         if (!pn)
5151                 return 1;
5152
5153         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5154                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5155         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5156                 kfree(pn);
5157                 return 1;
5158         }
5159
5160         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5161                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5162         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5163                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5164                 kfree(pn);
5165                 return 1;
5166         }
5167
5168         lruvec_init(&pn->lruvec);
5169         pn->usage_in_excess = 0;
5170         pn->on_tree = false;
5171         pn->memcg = memcg;
5172
5173         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5174         return 0;
5175 }
5176
5177 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5178 {
5179         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5180
5181         if (!pn)
5182                 return;
5183
5184         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5185         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5186         kfree(pn);
5187 }
5188
5189 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5190 {
5191         int node;
5192
5193         for_each_node(node)
5194                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5195         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5196         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5197         kfree(memcg);
5198 }
5199
5200 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5201 {
5202         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5203         /*
5204          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5205          * on parent's and all ancestor levels.
5206          */
5207         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5208         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5209         __mem_cgroup_free(memcg);
5210 }
5211
5212 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5213 {
5214         struct mem_cgroup *memcg;
5215         unsigned int size;
5216         int node;
5217         int __maybe_unused i;
5218         long error = -ENOMEM;
5219
5220         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5221         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5222
5223         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5224         if (!memcg)
5225                 return ERR_PTR(error);
5226
5227         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5228                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5229                                  GFP_KERNEL);
5230         if (memcg->id.id < 0) {
5231                 error = memcg->id.id;
5232                 goto fail;
5233         }
5234
5235         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5236                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5237         if (!memcg->vmstats_local)
5238                 goto fail;
5239
5240         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5241                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5242         if (!memcg->vmstats_percpu)
5243                 goto fail;
5244
5245         for_each_node(node)
5246                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5247                         goto fail;
5248
5249         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5250                 goto fail;
5251
5252         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5253         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5254         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5255         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5256         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5257         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5258         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5259         memcg->socket_pressure = jiffies;
5260 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5261         memcg->kmemcg_id = -1;
5262         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5263 #endif
5264 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5265         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5266         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5267                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5268                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5269 #endif
5270 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5271         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5272         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5273         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5274 #endif
5275         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5276         return memcg;
5277 fail:
5278         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5279         __mem_cgroup_free(memcg);
5280         return ERR_PTR(error);
5281 }
5282
5283 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5284 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5285 {
5286         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5287         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5288         long error = -ENOMEM;
5289
5290         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5291         memcg = mem_cgroup_alloc();
5292         set_active_memcg(old_memcg);
5293         if (IS_ERR(memcg))
5294                 return ERR_CAST(memcg);
5295
5296         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5297         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5298         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5299         if (parent) {
5300                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5301                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5302
5303                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5304                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5305                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5306                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5307         } else {
5308                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5309                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5310                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5311                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5312
5313                 root_mem_cgroup = memcg;
5314                 return &memcg->css;
5315         }
5316
5317         /* The following stuff does not apply to the root */
5318         error = memcg_online_kmem(memcg);
5319         if (error)
5320                 goto fail;
5321
5322         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5323                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5324
5325         return &memcg->css;
5326 fail:
5327         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5328         mem_cgroup_free(memcg);
5329         return ERR_PTR(error);
5330 }
5331
5332 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5333 {
5334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5335
5336         /*
5337          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5338          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5339          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5340          */
5341         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5342                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5343                 return -ENOMEM;
5344         }
5345
5346         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5347         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5348         css_get(css);
5349         return 0;
5350 }
5351
5352 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5353 {
5354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5355         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5356
5357         /*
5358          * Unregister events and notify userspace.
5359          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5360          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5361          */
5362         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5363         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5364                 list_del_init(&event->list);
5365                 schedule_work(&event->remove);
5366         }
5367         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5368
5369         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5370         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5371
5372         memcg_offline_kmem(memcg);
5373         wb_memcg_offline(memcg);
5374
5375         drain_all_stock(memcg);
5376
5377         mem_cgroup_id_put(memcg);
5378 }
5379
5380 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5381 {
5382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5383
5384         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5385 }
5386
5387 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5388 {
5389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5390         int __maybe_unused i;
5391
5392 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5393         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5394                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5395 #endif
5396         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5397                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5398
5399         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5400                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5401
5402         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5403         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5404         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5405         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5406         memcg_free_kmem(memcg);
5407         mem_cgroup_free(memcg);
5408 }
5409
5410 /**
5411  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5412  * @css: the target css
5413  *
5414  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5415  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5416  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5417  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5418  * made visible again.
5419  *
5420  * The current implementation only resets the essential configurations.
5421  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5422  */
5423 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5426
5427         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5428         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5429         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5430         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5431         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5432         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5433         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5434         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5435         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5436         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5437 }
5438
5439 #ifdef CONFIG_MMU
5440 /* Handlers for move charge at task migration. */
5441 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5442 {
5443         int ret;
5444
5445         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5446         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5447         if (!ret) {
5448                 mc.precharge += count;
5449                 return ret;
5450         }
5451
5452         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5453         while (count--) {
5454                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5455                 if (ret)
5456                         return ret;
5457                 mc.precharge++;
5458                 cond_resched();
5459         }
5460         return 0;
5461 }
5462
5463 union mc_target {
5464         struct page     *page;
5465         swp_entry_t     ent;
5466 };
5467
5468 enum mc_target_type {
5469         MC_TARGET_NONE = 0,
5470         MC_TARGET_PAGE,
5471         MC_TARGET_SWAP,
5472         MC_TARGET_DEVICE,
5473 };
5474
5475 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5476                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5477 {
5478         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5479
5480         if (!page || !page_mapped(page))
5481                 return NULL;
5482         if (PageAnon(page)) {
5483                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5484                         return NULL;
5485         } else {
5486                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5487                         return NULL;
5488         }
5489         if (!get_page_unless_zero(page))
5490                 return NULL;
5491
5492         return page;
5493 }
5494
5495 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5496 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5497                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5498 {
5499         struct page *page = NULL;
5500         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5501
5502         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5503                 return NULL;
5504
5505         /*
5506          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5507          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5508          * as special swap entry in the CPU page table.
5509          */
5510         if (is_device_private_entry(ent)) {
5511                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5512                 /*
5513                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5514                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5515                  */
5516                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5517                         return NULL;
5518                 return page;
5519         }
5520
5521         if (non_swap_entry(ent))
5522                 return NULL;
5523
5524         /*
5525          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5526          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5527          */
5528         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5529         entry->val = ent.val;
5530
5531         return page;
5532 }
5533 #else
5534 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5535                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5536 {
5537         return NULL;
5538 }
5539 #endif
5540
5541 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5542                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5543 {
5544         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5545                 return NULL;
5546         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5547                 return NULL;
5548
5549         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5550         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5551         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5552                         linear_page_index(vma, addr));
5553 }
5554
5555 /**
5556  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5557  * @page: the page
5558  * @compound: charge the page as compound or small page
5559  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5560  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5561  *
5562  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5563  *
5564  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5565  * from old cgroup.
5566  */
5567 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5568                                    bool compound,
5569                                    struct mem_cgroup *from,
5570                                    struct mem_cgroup *to)
5571 {
5572         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5573         struct pglist_data *pgdat;
5574         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5575         int ret;
5576
5577         VM_BUG_ON(from == to);
5578         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5579         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5580
5581         /*
5582          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5583          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5584          */
5585         ret = -EBUSY;
5586         if (!trylock_page(page))
5587                 goto out;
5588
5589         ret = -EINVAL;
5590         if (page_memcg(page) != from)
5591                 goto out_unlock;
5592
5593         pgdat = page_pgdat(page);
5594         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5595         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5596
5597         lock_page_memcg(page);
5598
5599         if (PageAnon(page)) {
5600                 if (page_mapped(page)) {
5601                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5602                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5603                         if (PageTransHuge(page)) {
5604                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5605                                                    -nr_pages);
5606                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5607                                                    nr_pages);
5608                         }
5609
5610                 }
5611         } else {
5612                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5613                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5614
5615                 if (PageSwapBacked(page)) {
5616                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5617                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5618                 }
5619
5620                 if (page_mapped(page)) {
5621                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5622                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5623                 }
5624
5625                 if (PageDirty(page)) {
5626                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5627
5628                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5629                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5630                                                    -nr_pages);
5631                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5632                                                    nr_pages);
5633                         }
5634                 }
5635         }
5636
5637         if (PageWriteback(page)) {
5638                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5639                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5640         }
5641
5642         /*
5643          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5644          *
5645          * It is safe to change page's memcg here because the page
5646          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5647          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5648          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5649          *
5650          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5651          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5652          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5653          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5654          */
5655         smp_mb();
5656
5657         css_get(&to->css);
5658         css_put(&from->css);
5659
5660         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5661
5662         __unlock_page_memcg(from);
5663
5664         ret = 0;
5665
5666         local_irq_disable();
5667         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5668         memcg_check_events(to, page);
5669         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5670         memcg_check_events(from, page);
5671         local_irq_enable();
5672 out_unlock:
5673         unlock_page(page);
5674 out:
5675         return ret;
5676 }
5677
5678 /**
5679  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5680  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5681  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5682  * @ptent: the pte to be checked
5683  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5684  *
5685  * Returns
5686  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5687  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5688  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5689  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5690  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5691  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5692  *     in target->ent.
5693  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5694  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5695  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5696  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5697  *     regular page.
5698  *
5699  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5700  *
5701  * Called with pte lock held.
5702  */
5703
5704 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5705                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5706 {
5707         struct page *page = NULL;
5708         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5709         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5710
5711         if (pte_present(ptent))
5712                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5713         else if (is_swap_pte(ptent))
5714                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5715         else if (pte_none(ptent))
5716                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5717
5718         if (!page && !ent.val)
5719                 return ret;
5720         if (page) {
5721                 /*
5722                  * Do only loose check w/o serialization.
5723                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5724                  * not under LRU exclusion.
5725                  */
5726                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5727                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5728                         if (is_device_private_page(page))
5729                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5730                         if (target)
5731                                 target->page = page;
5732                 }
5733                 if (!ret || !target)
5734                         put_page(page);
5735         }
5736         /*
5737          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5738          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5739          */
5740         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5741             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5742                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5743                 if (target)
5744                         target->ent = ent;
5745         }
5746         return ret;
5747 }
5748
5749 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5750 /*
5751  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5752  * not support them for now.
5753  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5754  */
5755 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5756                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5757 {
5758         struct page *page = NULL;
5759         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5760
5761         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5762                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5763                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5764                 return ret;
5765         }
5766         page = pmd_page(pmd);
5767         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5768         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5769                 return ret;
5770         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5771                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5772                 if (target) {
5773                         get_page(page);
5774                         target->page = page;
5775                 }
5776         }
5777         return ret;
5778 }
5779 #else
5780 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5781                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5782 {
5783         return MC_TARGET_NONE;
5784 }
5785 #endif
5786
5787 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5788                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5789                                         struct mm_walk *walk)
5790 {
5791         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5792         pte_t *pte;
5793         spinlock_t *ptl;
5794
5795         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5796         if (ptl) {
5797                 /*
5798                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5799                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5800                  * this might change.
5801                  */
5802                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5803                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5804                 spin_unlock(ptl);
5805                 return 0;
5806         }
5807
5808         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5809                 return 0;
5810         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5811         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5812                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5813                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5814         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5815         cond_resched();
5816
5817         return 0;
5818 }
5819
5820 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5821         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5822 };
5823
5824 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5825 {
5826         unsigned long precharge;
5827
5828         mmap_read_lock(mm);
5829         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5830         mmap_read_unlock(mm);
5831
5832         precharge = mc.precharge;
5833         mc.precharge = 0;
5834
5835         return precharge;
5836 }
5837
5838 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5839 {
5840         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5841
5842         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5843         mc.moving_task = current;
5844         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5845 }
5846
5847 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5848 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5849 {
5850         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5851         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5852
5853         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5854         if (mc.precharge) {
5855                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5856                 mc.precharge = 0;
5857         }
5858         /*
5859          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5860          * we must uncharge here.
5861          */
5862         if (mc.moved_charge) {
5863                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5864                 mc.moved_charge = 0;
5865         }
5866         /* we must fixup refcnts and charges */
5867         if (mc.moved_swap) {
5868                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5869                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5870                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5871
5872                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5873
5874                 /*
5875                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5876                  * should uncharge to->memory.
5877                  */
5878                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5879                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5880
5881                 mc.moved_swap = 0;
5882         }
5883         memcg_oom_recover(from);
5884         memcg_oom_recover(to);
5885         wake_up_all(&mc.waitq);
5886 }
5887
5888 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5889 {
5890         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5891
5892         /*
5893          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5894          * task migration.
5895          */
5896         mc.moving_task = NULL;
5897         __mem_cgroup_clear_mc();
5898         spin_lock(&mc.lock);
5899         mc.from = NULL;
5900         mc.to = NULL;
5901         mc.mm = NULL;
5902         spin_unlock(&mc.lock);
5903
5904         mmput(mm);
5905 }
5906
5907 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5908 {
5909         struct cgroup_subsys_state *css;
5910         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5911         struct mem_cgroup *from;
5912         struct task_struct *leader, *p;
5913         struct mm_struct *mm;
5914         unsigned long move_flags;
5915         int ret = 0;
5916
5917         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5918         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5919                 return 0;
5920
5921         /*
5922          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5923          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5924          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5925          * multiple.
5926          */
5927         p = NULL;
5928         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5929                 WARN_ON_ONCE(p);
5930                 p = leader;
5931                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5932         }
5933         if (!p)
5934                 return 0;
5935
5936         /*
5937          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5938          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5939          * So we need to save it, and keep it going.
5940          */
5941         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5942         if (!move_flags)
5943                 return 0;
5944
5945         from = mem_cgroup_from_task(p);
5946
5947         VM_BUG_ON(from == memcg);
5948
5949         mm = get_task_mm(p);
5950         if (!mm)
5951                 return 0;
5952         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5953         if (mm->owner == p) {
5954                 VM_BUG_ON(mc.from);
5955                 VM_BUG_ON(mc.to);
5956                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5957                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5958                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5959
5960                 spin_lock(&mc.lock);
5961                 mc.mm = mm;
5962                 mc.from = from;
5963                 mc.to = memcg;
5964                 mc.flags = move_flags;
5965                 spin_unlock(&mc.lock);
5966                 /* We set mc.moving_task later */
5967
5968                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5969                 if (ret)
5970                         mem_cgroup_clear_mc();
5971         } else {
5972                 mmput(mm);
5973         }
5974         return ret;
5975 }
5976
5977 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5978 {
5979         if (mc.to)
5980                 mem_cgroup_clear_mc();
5981 }
5982
5983 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5984                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5985                                 struct mm_walk *walk)
5986 {
5987         int ret = 0;
5988         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5989         pte_t *pte;
5990         spinlock_t *ptl;
5991         enum mc_target_type target_type;
5992         union mc_target target;
5993         struct page *page;
5994
5995         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5996         if (ptl) {
5997                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5998                         spin_unlock(ptl);
5999                         return 0;
6000                 }
6001                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6002                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6003                         page = target.page;
6004                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6005                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6006                                                              mc.from, mc.to)) {
6007                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6008                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6009                                 }
6010                                 putback_lru_page(page);
6011                         }
6012                         put_page(page);
6013                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6014                         page = target.page;
6015                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6016                                                      mc.from, mc.to)) {
6017                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6018                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6019                         }
6020                         put_page(page);
6021                 }
6022                 spin_unlock(ptl);
6023                 return 0;
6024         }
6025
6026         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6027                 return 0;
6028 retry:
6029         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6030         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6031                 pte_t ptent = *(pte++);
6032                 bool device = false;
6033                 swp_entry_t ent;
6034
6035                 if (!mc.precharge)
6036                         break;
6037
6038                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6039                 case MC_TARGET_DEVICE:
6040                         device = true;
6041                         fallthrough;
6042                 case MC_TARGET_PAGE:
6043                         page = target.page;
6044                         /*
6045                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6046                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6047                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6048                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6049                          */
6050                         if (PageTransCompound(page))
6051                                 goto put;
6052                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6053                                 goto put;
6054                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6055                                                 mc.from, mc.to)) {
6056                                 mc.precharge--;
6057                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6058                                 mc.moved_charge++;
6059                         }
6060                         if (!device)
6061                                 putback_lru_page(page);
6062 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6063                         put_page(page);
6064                         break;
6065                 case MC_TARGET_SWAP:
6066                         ent = target.ent;
6067                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6068                                 mc.precharge--;
6069                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6070                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6071                                 mc.moved_swap++;
6072                         }
6073                         break;
6074                 default:
6075                         break;
6076                 }
6077         }
6078         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6079         cond_resched();
6080
6081         if (addr != end) {
6082                 /*
6083                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6084                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6085                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6086                  * phase.
6087                  */
6088                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6089                 if (!ret)
6090                         goto retry;
6091         }
6092
6093         return ret;
6094 }
6095
6096 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6097         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6098 };
6099
6100 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6101 {
6102         lru_add_drain_all();
6103         /*
6104          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6105          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6106          * for already started RCU-only updates to finish.
6107          */
6108         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6109         synchronize_rcu();
6110 retry:
6111         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6112                 /*
6113                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6114                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6115                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6116                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6117                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6118                  */
6119                 __mem_cgroup_clear_mc();
6120                 cond_resched();
6121                 goto retry;
6122         }
6123         /*
6124          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6125          * additional charge, the page walk just aborts.
6126          */
6127         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6128                         NULL);
6129
6130         mmap_read_unlock(mc.mm);
6131         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6132 }
6133
6134 static void mem_cgroup_move_task(void)
6135 {
6136         if (mc.to) {
6137                 mem_cgroup_move_charge();
6138                 mem_cgroup_clear_mc();
6139         }
6140 }
6141 #else   /* !CONFIG_MMU */
6142 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6143 {
6144         return 0;
6145 }
6146 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6147 {
6148 }
6149 static void mem_cgroup_move_task(void)
6150 {
6151 }
6152 #endif
6153
6154 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6155 {
6156         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6157                 seq_puts(m, "max\n");
6158         else
6159                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6160
6161         return 0;
6162 }
6163
6164 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6165                                struct cftype *cft)
6166 {
6167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6168
6169         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6170 }
6171
6172 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6173 {
6174         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6175                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6176 }
6177
6178 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6179                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6180 {
6181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6182         unsigned long min;
6183         int err;
6184
6185         buf = strstrip(buf);
6186         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6187         if (err)
6188                 return err;
6189
6190         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6191
6192         return nbytes;
6193 }
6194
6195 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6196 {
6197         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6198                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6199 }
6200
6201 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6202                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6203 {
6204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6205         unsigned long low;
6206         int err;
6207
6208         buf = strstrip(buf);
6209         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6210         if (err)
6211                 return err;
6212
6213         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6214
6215         return nbytes;
6216 }
6217
6218 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6219 {
6220         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6221                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6222 }
6223
6224 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6225                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6226 {
6227         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6228         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6229         bool drained = false;
6230         unsigned long high;
6231         int err;
6232
6233         buf = strstrip(buf);
6234         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6235         if (err)
6236                 return err;
6237
6238         for (;;) {
6239                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6240                 unsigned long reclaimed;
6241
6242                 if (nr_pages <= high)
6243                         break;
6244
6245                 if (signal_pending(current))
6246                         break;
6247
6248                 if (!drained) {
6249                         drain_all_stock(memcg);
6250                         drained = true;
6251                         continue;
6252                 }
6253
6254                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6255                                                          GFP_KERNEL, true);
6256
6257                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6258                         break;
6259         }
6260
6261         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6262
6263         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6264
6265         return nbytes;
6266 }
6267
6268 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6269 {
6270         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6271                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6272 }
6273
6274 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6275                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6276 {
6277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6278         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6279         bool drained = false;
6280         unsigned long max;
6281         int err;
6282
6283         buf = strstrip(buf);
6284         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6285         if (err)
6286                 return err;
6287
6288         xchg(&memcg->memory.max, max);
6289
6290         for (;;) {
6291                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6292
6293                 if (nr_pages <= max)
6294                         break;
6295
6296                 if (signal_pending(current))
6297                         break;
6298
6299                 if (!drained) {
6300                         drain_all_stock(memcg);
6301                         drained = true;
6302                         continue;
6303                 }
6304
6305                 if (nr_reclaims) {
6306                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6307                                                           GFP_KERNEL, true))
6308                                 nr_reclaims--;
6309                         continue;
6310                 }
6311
6312                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6313                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6314                         break;
6315         }
6316
6317         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6318         return nbytes;
6319 }
6320
6321 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6322 {
6323         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6324         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6325         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6326         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6327         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6328                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6329 }
6330
6331 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6334
6335         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6336         return 0;
6337 }
6338
6339 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6340 {
6341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6342
6343         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6344         return 0;
6345 }
6346
6347 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6348 {
6349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6350         char *buf;
6351
6352         buf = memory_stat_format(memcg);
6353         if (!buf)
6354                 return -ENOMEM;
6355         seq_puts(m, buf);
6356         kfree(buf);
6357         return 0;
6358 }
6359
6360 #ifdef CONFIG_NUMA
6361 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6362 {
6363         int i;
6364         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6365
6366         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6367                 int nid;
6368
6369                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6370                         continue;
6371
6372                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6373                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6374                         u64 size;
6375                         struct lruvec *lruvec;
6376
6377                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6378                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6379                         size *= memory_stats[i].ratio;
6380                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6381                 }
6382                 seq_putc(m, '\n');
6383         }
6384
6385         return 0;
6386 }
6387 #endif
6388
6389 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6390 {
6391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6392
6393         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6394
6395         return 0;
6396 }
6397
6398 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6399                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6400 {
6401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6402         int ret, oom_group;
6403
6404         buf = strstrip(buf);
6405         if (!buf)
6406                 return -EINVAL;
6407
6408         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6409         if (ret)
6410                 return ret;
6411
6412         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6413                 return -EINVAL;
6414
6415         memcg->oom_group = oom_group;
6416
6417         return nbytes;
6418 }
6419
6420 static struct cftype memory_files[] = {
6421         {
6422                 .name = "current",
6423                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6424                 .read_u64 = memory_current_read,
6425         },
6426         {
6427                 .name = "min",
6428                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6429                 .seq_show = memory_min_show,
6430                 .write = memory_min_write,
6431         },
6432         {
6433                 .name = "low",
6434                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6435                 .seq_show = memory_low_show,
6436                 .write = memory_low_write,
6437         },
6438         {
6439                 .name = "high",
6440                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6441                 .seq_show = memory_high_show,
6442                 .write = memory_high_write,
6443         },
6444         {
6445                 .name = "max",
6446                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6447                 .seq_show = memory_max_show,
6448                 .write = memory_max_write,
6449         },
6450         {
6451                 .name = "events",
6452                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6453                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6454                 .seq_show = memory_events_show,
6455         },
6456         {
6457                 .name = "events.local",
6458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6459                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6460                 .seq_show = memory_events_local_show,
6461         },
6462         {
6463                 .name = "stat",
6464                 .seq_show = memory_stat_show,
6465         },
6466 #ifdef CONFIG_NUMA
6467         {
6468                 .name = "numa_stat",
6469                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6470         },
6471 #endif
6472         {
6473                 .name = "oom.group",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6475                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6476                 .write = memory_oom_group_write,
6477         },
6478         { }     /* terminate */
6479 };
6480
6481 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6482         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6483         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6484         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6485         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6486         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6487         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6488         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6489         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6490         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6491         .dfl_cftypes = memory_files,
6492         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6493         .early_init = 0,
6494 };
6495
6496 /*
6497  * This function calculates an individual cgroup's effective
6498  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6499  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6500  * distribution in the tree.
6501  *
6502  * The following rules apply to the effective protection values:
6503  *
6504  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6505  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6506  *
6507  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6508  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6509  *    parent's effective protection.
6510  *
6511  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6512  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6513  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6514  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6515  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6516  *
6517  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6518  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6519  *    the unused remainder is available to its siblings.
6520  *
6521  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6522  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6523  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6524  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6525  *
6526  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6527  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6528  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6529  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6530  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6531  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6532  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6533  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6534  *
6535  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6536  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6537  * neighboring subtrees.
6538  */
6539 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6540                                           unsigned long parent_usage,
6541                                           unsigned long setting,
6542                                           unsigned long parent_effective,
6543                                           unsigned long siblings_protected)
6544 {
6545         unsigned long protected;
6546         unsigned long ep;
6547
6548         protected = min(usage, setting);
6549         /*
6550          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6551          * protection then what the parent affords them, distribute
6552          * shares in proportion to utilization.
6553          *
6554          * We are using actual utilization rather than the statically
6555          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6556          * but unused protection is available to siblings that would
6557          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6558          */
6559         if (siblings_protected > parent_effective)
6560                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6561
6562         /*
6563          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6564          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6565          * and utilizes is effectively protected.
6566          *
6567          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6568          * will apply pressure in proportion to that amount.
6569          *
6570          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6571          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6572          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6573          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6574          * protection is always dependent on how memory is actually
6575          * consumed among the siblings anyway.
6576          */
6577         ep = protected;
6578
6579         /*
6580          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6581          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6582          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6583          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6584          * other compete freely over the allowance, but they are
6585          * collectively protected from neighboring trees.
6586          *
6587          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6588          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6589          * the same bytes twice.
6590          *
6591          * Check both usage and parent_usage against the respective
6592          * protected values. One should imply the other, but they
6593          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6594          */
6595         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6596                 return ep;
6597         if (parent_effective > siblings_protected &&
6598             parent_usage > siblings_protected &&
6599             usage > protected) {
6600                 unsigned long unclaimed;
6601
6602                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6603                 unclaimed *= usage - protected;
6604                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6605
6606                 ep += unclaimed;
6607         }
6608
6609         return ep;
6610 }
6611
6612 /**
6613  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6614  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6615  * @memcg: the memory cgroup to check
6616  *
6617  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6618  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6619  */
6620 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6621                                      struct mem_cgroup *memcg)
6622 {
6623         unsigned long usage, parent_usage;
6624         struct mem_cgroup *parent;
6625
6626         if (mem_cgroup_disabled())
6627                 return;
6628
6629         if (!root)
6630                 root = root_mem_cgroup;
6631
6632         /*
6633          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6634          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6635          * details.
6636          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6637          * that special casing.
6638          */
6639         if (memcg == root)
6640                 return;
6641
6642         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6643         if (!usage)
6644                 return;
6645
6646         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6647         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6648         if (!parent)
6649                 return;
6650
6651         if (parent == root) {
6652                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6653                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6654                 return;
6655         }
6656
6657         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6658
6659         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6660                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6661                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6662                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6663
6664         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6665                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6666                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6667                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6668 }
6669
6670 /**
6671  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6672  * @page: page to charge
6673  * @mm: mm context of the victim
6674  * @gfp_mask: reclaim mode
6675  *
6676  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6677  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6678  *
6679  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6680  */
6681 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6682 {
6683         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6684         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6685         int ret = 0;
6686
6687         if (mem_cgroup_disabled())
6688                 goto out;
6689
6690         if (PageSwapCache(page)) {
6691                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6692                 unsigned short id;
6693
6694                 /*
6695                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6696                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6697                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6698                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6699                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6700                  */
6701                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6702                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6703                         goto out;
6704
6705                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6706                 rcu_read_lock();
6707                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6708                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6709                         memcg = NULL;
6710                 rcu_read_unlock();
6711         }
6712
6713         if (!memcg)
6714                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6715
6716         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6717         if (ret)
6718                 goto out_put;
6719
6720         css_get(&memcg->css);
6721         commit_charge(page, memcg);
6722
6723         local_irq_disable();
6724         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6725         memcg_check_events(memcg, page);
6726         local_irq_enable();
6727
6728         if (PageSwapCache(page)) {
6729                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6730                 /*
6731                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6732                  * let's not wait for it.  The page already received a
6733                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6734                  */
6735                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6736         }
6737
6738 out_put:
6739         css_put(&memcg->css);
6740 out:
6741         return ret;
6742 }
6743
6744 struct uncharge_gather {
6745         struct mem_cgroup *memcg;
6746         unsigned long nr_pages;
6747         unsigned long pgpgout;
6748         unsigned long nr_kmem;
6749         struct page *dummy_page;
6750 };
6751
6752 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6753 {
6754         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6755 }
6756
6757 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6758 {
6759         unsigned long flags;
6760
6761         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6762                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6763                 if (do_memsw_account())
6764                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6765                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6766                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6767                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6768         }
6769
6770         local_irq_save(flags);
6771         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6772         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6773         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6774         local_irq_restore(flags);
6775
6776         /* drop reference from uncharge_page */
6777         css_put(&ug->memcg->css);
6778 }
6779
6780 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6781 {
6782         unsigned long nr_pages;
6783
6784         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6785
6786         if (!page_memcg(page))
6787                 return;
6788
6789         /*
6790          * Nobody should be changing or seriously looking at
6791          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6792          * exclusive access to the page.
6793          */
6794
6795         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6796                 if (ug->memcg) {
6797                         uncharge_batch(ug);
6798                         uncharge_gather_clear(ug);
6799                 }
6800                 ug->memcg = page_memcg(page);
6801
6802                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6803                 css_get(&ug->memcg->css);
6804         }
6805
6806         nr_pages = compound_nr(page);
6807         ug->nr_pages += nr_pages;
6808
6809         if (PageMemcgKmem(page))
6810                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6811         else
6812                 ug->pgpgout++;
6813
6814         ug->dummy_page = page;
6815         page->memcg_data = 0;
6816         css_put(&ug->memcg->css);
6817 }
6818
6819 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6820 {
6821         struct uncharge_gather ug;
6822         struct list_head *next;
6823
6824         uncharge_gather_clear(&ug);
6825
6826         /*
6827          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6828          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6829          */
6830         next = page_list->next;
6831         do {
6832                 struct page *page;
6833
6834                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6835                 next = page->lru.next;
6836
6837                 uncharge_page(page, &ug);
6838         } while (next != page_list);
6839
6840         if (ug.memcg)
6841                 uncharge_batch(&ug);
6842 }
6843
6844 /**
6845  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6846  * @page: page to uncharge
6847  *
6848  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6849  */
6850 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6851 {
6852         struct uncharge_gather ug;
6853
6854         if (mem_cgroup_disabled())
6855                 return;
6856
6857         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6858         if (!page_memcg(page))
6859                 return;
6860
6861         uncharge_gather_clear(&ug);
6862         uncharge_page(page, &ug);
6863         uncharge_batch(&ug);
6864 }
6865
6866 /**
6867  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6868  * @page_list: list of pages to uncharge
6869  *
6870  * Uncharge a list of pages previously charged with
6871  * mem_cgroup_charge().
6872  */
6873 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6874 {
6875         if (mem_cgroup_disabled())
6876                 return;
6877
6878         if (!list_empty(page_list))
6879                 uncharge_list(page_list);
6880 }
6881
6882 /**
6883  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6884  * @oldpage: currently circulating page
6885  * @newpage: replacement page
6886  *
6887  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6888  * be uncharged upon free.
6889  *
6890  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6891  */
6892 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6893 {
6894         struct mem_cgroup *memcg;
6895         unsigned int nr_pages;
6896         unsigned long flags;
6897
6898         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6899         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6900         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6901         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6902                        newpage);
6903
6904         if (mem_cgroup_disabled())
6905                 return;
6906
6907         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6908         if (page_memcg(newpage))
6909                 return;
6910
6911         memcg = page_memcg(oldpage);
6912         if (!memcg)
6913                 return;
6914
6915         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6916         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6917
6918         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6919         if (do_memsw_account())
6920                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6921
6922         css_get(&memcg->css);
6923         commit_charge(newpage, memcg);
6924
6925         local_irq_save(flags);
6926         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6927         memcg_check_events(memcg, newpage);
6928         local_irq_restore(flags);
6929 }
6930
6931 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6932 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6933
6934 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6935 {
6936         struct mem_cgroup *memcg;
6937
6938         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6939                 return;
6940
6941         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6942         if (in_interrupt())
6943                 return;
6944
6945         rcu_read_lock();
6946         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6947         if (memcg == root_mem_cgroup)
6948                 goto out;
6949         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6950                 goto out;
6951         if (css_tryget(&memcg->css))
6952                 sk->sk_memcg = memcg;
6953 out:
6954         rcu_read_unlock();
6955 }
6956
6957 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6958 {
6959         if (sk->sk_memcg)
6960                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6961 }
6962
6963 /**
6964  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6965  * @memcg: memcg to charge
6966  * @nr_pages: number of pages to charge
6967  *
6968  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6969  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6970  */
6971 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6972 {
6973         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6974
6975         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6976                 struct page_counter *fail;
6977
6978                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6979                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6980                         return true;
6981                 }
6982                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6983                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6984                 return false;
6985         }
6986
6987         /* Don't block in the packet receive path */
6988         if (in_softirq())
6989                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6990
6991         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6992
6993         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6994                 return true;
6995
6996         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6997         return false;
6998 }
6999
7000 /**
7001  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7002  * @memcg: memcg to uncharge
7003  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7004  */
7005 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7006 {
7007         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7008                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7009                 return;
7010         }
7011
7012         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7013
7014         refill_stock(memcg, nr_pages);
7015 }
7016
7017 static int __init cgroup_memory(char *s)
7018 {
7019         char *token;
7020
7021         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7022                 if (!*token)
7023                         continue;
7024                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7025                         cgroup_memory_nosocket = true;
7026                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7027                         cgroup_memory_nokmem = true;
7028         }
7029         return 0;
7030 }
7031 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7032
7033 /*
7034  * subsys_initcall() for memory controller.
7035  *
7036  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7037  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7038  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7039  * should be initialized from here.
7040  */
7041 static int __init mem_cgroup_init(void)
7042 {
7043         int cpu, node;
7044
7045         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7046                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7047
7048         for_each_possible_cpu(cpu)
7049                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7050                           drain_local_stock);
7051
7052         for_each_node(node) {
7053                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7054
7055                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7056                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7057
7058                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7059                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7060                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7061                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7062         }
7063
7064         return 0;
7065 }
7066 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7067
7068 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7069 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7070 {
7071         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7072                 /*
7073                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7074                  * always be >= 1.
7075                  */
7076                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7077                         VM_BUG_ON(1);
7078                         break;
7079                 }
7080                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7081                 if (!memcg)
7082                         memcg = root_mem_cgroup;
7083         }
7084         return memcg;
7085 }
7086
7087 /**
7088  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7089  * @page: page whose memsw charge to transfer
7090  * @entry: swap entry to move the charge to
7091  *
7092  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7093  */
7094 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7095 {
7096         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7097         unsigned int nr_entries;
7098         unsigned short oldid;
7099
7100         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7101         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7102
7103         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7104                 return;
7105
7106         memcg = page_memcg(page);
7107
7108         /* Readahead page, never charged */
7109         if (!memcg)
7110                 return;
7111
7112         /*
7113          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7114          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7115          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7116          */
7117         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7118         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7119         /* Get references for the tail pages, too */
7120         if (nr_entries > 1)
7121                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7122         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7123                                    nr_entries);
7124         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7125         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7126
7127         page->memcg_data = 0;
7128
7129         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7130                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7131
7132         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7133                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7134                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7135                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7136         }
7137
7138         /*
7139          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7140          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7141          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7142          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7143          */
7144         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7145         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7146         memcg_check_events(memcg, page);
7147
7148         css_put(&memcg->css);
7149 }
7150
7151 /**
7152  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7153  * @page: page being added to swap
7154  * @entry: swap entry to charge
7155  *
7156  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7157  *
7158  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7159  */
7160 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7161 {
7162         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7163         struct page_counter *counter;
7164         struct mem_cgroup *memcg;
7165         unsigned short oldid;
7166
7167         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7168                 return 0;
7169
7170         memcg = page_memcg(page);
7171
7172         /* Readahead page, never charged */
7173         if (!memcg)
7174                 return 0;
7175
7176         if (!entry.val) {
7177                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7178                 return 0;
7179         }
7180
7181         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7182
7183         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7184             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7185                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7186                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7187                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7188                 return -ENOMEM;
7189         }
7190
7191         /* Get references for the tail pages, too */
7192         if (nr_pages > 1)
7193                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7194         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7195         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7196         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7197
7198         return 0;
7199 }
7200
7201 /**
7202  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7203  * @entry: swap entry to uncharge
7204  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7205  */
7206 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7207 {
7208         struct mem_cgroup *memcg;
7209         unsigned short id;
7210
7211         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7212         rcu_read_lock();
7213         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7214         if (memcg) {
7215                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7216                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7217                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7218                         else
7219                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7220                 }
7221                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7222                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7223         }
7224         rcu_read_unlock();
7225 }
7226
7227 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7228 {
7229         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7230
7231         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7232                 return nr_swap_pages;
7233         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7234                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7235                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7236                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7237         return nr_swap_pages;
7238 }
7239
7240 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7241 {
7242         struct mem_cgroup *memcg;
7243
7244         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7245
7246         if (vm_swap_full())
7247                 return true;
7248         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7249                 return false;
7250
7251         memcg = page_memcg(page);
7252         if (!memcg)
7253                 return false;
7254
7255         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7256                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7257
7258                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7259                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7260                         return true;
7261         }
7262
7263         return false;
7264 }
7265
7266 static int __init setup_swap_account(char *s)
7267 {
7268         if (!strcmp(s, "1"))
7269                 cgroup_memory_noswap = false;
7270         else if (!strcmp(s, "0"))
7271                 cgroup_memory_noswap = true;
7272         return 1;
7273 }
7274 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7275
7276 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7277                              struct cftype *cft)
7278 {
7279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7280
7281         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7282 }
7283
7284 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7285 {
7286         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7287                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7288 }
7289
7290 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7291                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7292 {
7293         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7294         unsigned long high;
7295         int err;
7296
7297         buf = strstrip(buf);
7298         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7299         if (err)
7300                 return err;
7301
7302         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7303
7304         return nbytes;
7305 }
7306
7307 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7308 {
7309         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7310                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7311 }
7312
7313 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7314                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7315 {
7316         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7317         unsigned long max;
7318         int err;
7319
7320         buf = strstrip(buf);
7321         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7322         if (err)
7323                 return err;
7324
7325         xchg(&memcg->swap.max, max);
7326
7327         return nbytes;
7328 }
7329
7330 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7331 {
7332         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7333
7334         seq_printf(m, "high %lu\n",
7335                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7336         seq_printf(m, "max %lu\n",
7337                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7338         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7339                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7340
7341         return 0;
7342 }
7343
7344 static struct cftype swap_files[] = {
7345         {
7346                 .name = "swap.current",
7347                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7348                 .read_u64 = swap_current_read,
7349         },
7350         {
7351                 .name = "swap.high",
7352                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7353                 .seq_show = swap_high_show,
7354                 .write = swap_high_write,
7355         },
7356         {
7357                 .name = "swap.max",
7358                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7359                 .seq_show = swap_max_show,
7360                 .write = swap_max_write,
7361         },
7362         {
7363                 .name = "swap.events",
7364                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7365                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7366                 .seq_show = swap_events_show,
7367         },
7368         { }     /* terminate */
7369 };
7370
7371 static struct cftype memsw_files[] = {
7372         {
7373                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7374                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7375                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7376         },
7377         {
7378                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7379                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7380                 .write = mem_cgroup_reset,
7381                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7382         },
7383         {
7384                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7385                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7386                 .write = mem_cgroup_write,
7387                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7388         },
7389         {
7390                 .name = "memsw.failcnt",
7391                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7392                 .write = mem_cgroup_reset,
7393                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7394         },
7395         { },    /* terminate */
7396 };
7397
7398 /*
7399  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7400  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7401  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7402  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7403  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7404  */
7405 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7406 {
7407         /* No memory control -> no swap control */
7408         if (mem_cgroup_disabled())
7409                 cgroup_memory_noswap = true;
7410
7411         if (cgroup_memory_noswap)
7412                 return 0;
7413
7414         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7415         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7416
7417         return 0;
7418 }
7419 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7420
7421 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */