kfence: test: fail fast if disabled at boot
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool should_force_charge(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /**
634  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
635  * @memcg: the memory cgroup
636  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
637  * @val: delta to add to the counter, can be negative
638  */
639 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
640 {
641         if (mem_cgroup_disabled())
642                 return;
643
644         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
645         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
646 }
647
648 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
649 static unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
650 {
651         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats.state[idx]);
652 #ifdef CONFIG_SMP
653         if (x < 0)
654                 x = 0;
655 #endif
656         return x;
657 }
658
659 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
660 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
661 {
662         long x = 0;
663         int cpu;
664
665         for_each_possible_cpu(cpu)
666                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
667 #ifdef CONFIG_SMP
668         if (x < 0)
669                 x = 0;
670 #endif
671         return x;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
676 {
677         struct mem_cgroup *parent;
678
679         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
680         if (!parent)
681                 return NULL;
682         return parent->nodeinfo[nid];
683 }
684
685 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
686                               int val)
687 {
688         struct mem_cgroup_per_node *pn;
689         struct mem_cgroup *memcg;
690         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
691
692         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
693         memcg = pn->memcg;
694
695         /* Update memcg */
696         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
697
698         /* Update lruvec */
699         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
700
701         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
702                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
703
704         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
705         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
706                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
707                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
708
709                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
710                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
711                 x = 0;
712         }
713         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
714 }
715
716 /**
717  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
718  * @lruvec: the lruvec
719  * @idx: the stat item
720  * @val: delta to add to the counter, can be negative
721  *
722  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
723  * function updates the all three counters that are affected by a
724  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
725  */
726 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
727                         int val)
728 {
729         /* Update node */
730         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
731
732         /* Update memcg and lruvec */
733         if (!mem_cgroup_disabled())
734                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
735 }
736
737 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
738                              int val)
739 {
740         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
741         struct mem_cgroup *memcg;
742         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
743         struct lruvec *lruvec;
744
745         rcu_read_lock();
746         memcg = page_memcg(head);
747         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
748         if (!memcg) {
749                 rcu_read_unlock();
750                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
751                 return;
752         }
753
754         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
755         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
756         rcu_read_unlock();
757 }
758 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
759
760 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
761 {
762         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
763         struct mem_cgroup *memcg;
764         struct lruvec *lruvec;
765
766         rcu_read_lock();
767         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
768
769         /*
770          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
771          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
772          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
773          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
774          */
775         if (!memcg) {
776                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
777         } else {
778                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
779                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
780         }
781         rcu_read_unlock();
782 }
783
784 /*
785  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
786  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
787  */
788 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
789                                      struct pglist_data *pgdat,
790                                      enum node_stat_item idx, int nr)
791 {
792         struct mem_cgroup *memcg;
793         struct lruvec *lruvec;
794
795         rcu_read_lock();
796         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
797         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
798         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
799         rcu_read_unlock();
800 }
801
802 /**
803  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
804  * @memcg: the memory cgroup
805  * @idx: the event item
806  * @count: the number of events that occurred
807  */
808 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
809                           unsigned long count)
810 {
811         if (mem_cgroup_disabled())
812                 return;
813
814         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
815         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
816 }
817
818 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
819 {
820         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
821 }
822
823 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
824 {
825         long x = 0;
826         int cpu;
827
828         for_each_possible_cpu(cpu)
829                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
830         return x;
831 }
832
833 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
834                                          struct page *page,
835                                          int nr_pages)
836 {
837         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
838         if (nr_pages > 0)
839                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
840         else {
841                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
842                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
843         }
844
845         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
846 }
847
848 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
849                                        enum mem_cgroup_events_target target)
850 {
851         unsigned long val, next;
852
853         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
854         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
855         /* from time_after() in jiffies.h */
856         if ((long)(next - val) < 0) {
857                 switch (target) {
858                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
859                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
860                         break;
861                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
862                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
863                         break;
864                 default:
865                         break;
866                 }
867                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
868                 return true;
869         }
870         return false;
871 }
872
873 /*
874  * Check events in order.
875  *
876  */
877 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
878 {
879         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
880         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
882                 bool do_softlimit;
883
884                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
885                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
886                 mem_cgroup_threshold(memcg);
887                 if (unlikely(do_softlimit))
888                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
889         }
890 }
891
892 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
893 {
894         /*
895          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
896          * if it races with swapoff, page migration, etc.
897          * So this can be called with p == NULL.
898          */
899         if (unlikely(!p))
900                 return NULL;
901
902         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
903 }
904 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
905
906 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
907 {
908         if (in_interrupt())
909                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
910         else
911                 return current->active_memcg;
912 }
913
914 /**
915  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
916  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
917  *
918  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
919  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
920  * 1) The active memcg, if set.
921  * 2) current->mm->memcg, if available
922  * 3) root memcg
923  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
924  */
925 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
926 {
927         struct mem_cgroup *memcg;
928
929         if (mem_cgroup_disabled())
930                 return NULL;
931
932         /*
933          * Page cache insertions can happen without an
934          * actual mm context, e.g. during disk probing
935          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
936          *
937          * No need to css_get on root memcg as the reference
938          * counting is disabled on the root level in the
939          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
940          */
941         if (unlikely(!mm)) {
942                 memcg = active_memcg();
943                 if (unlikely(memcg)) {
944                         /* remote memcg must hold a ref */
945                         css_get(&memcg->css);
946                         return memcg;
947                 }
948                 mm = current->mm;
949                 if (unlikely(!mm))
950                         return root_mem_cgroup;
951         }
952
953         rcu_read_lock();
954         do {
955                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
956                 if (unlikely(!memcg))
957                         memcg = root_mem_cgroup;
958         } while (!css_tryget(&memcg->css));
959         rcu_read_unlock();
960         return memcg;
961 }
962 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
963
964 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
965 {
966         /* Allow remote memcg charging from any context. */
967         if (unlikely(active_memcg()))
968                 return false;
969
970         /* Memcg to charge can't be determined. */
971         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
972                 return true;
973
974         return false;
975 }
976
977 /**
978  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
979  * @root: hierarchy root
980  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
981  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
982  *
983  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
984  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
985  *
986  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
987  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
988  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
989  *
990  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
991  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
992  * same node.
993  */
994 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
995                                    struct mem_cgroup *prev,
996                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
997 {
998         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
999         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1000         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1001         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1002
1003         if (mem_cgroup_disabled())
1004                 return NULL;
1005
1006         if (!root)
1007                 root = root_mem_cgroup;
1008
1009         if (prev && !reclaim)
1010                 pos = prev;
1011
1012         rcu_read_lock();
1013
1014         if (reclaim) {
1015                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1016
1017                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1018                 iter = &mz->iter;
1019
1020                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1021                         goto out_unlock;
1022
1023                 while (1) {
1024                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1025                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1026                                 break;
1027                         /*
1028                          * css reference reached zero, so iter->position will
1029                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1030                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1031                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1032                          * might block it. So we clear iter->position right
1033                          * away.
1034                          */
1035                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1036                 }
1037         }
1038
1039         if (pos)
1040                 css = &pos->css;
1041
1042         for (;;) {
1043                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1044                 if (!css) {
1045                         /*
1046                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1047                          * new one might jump in right at the end of
1048                          * the hierarchy - make sure they see at least
1049                          * one group and restart from the beginning.
1050                          */
1051                         if (!prev)
1052                                 continue;
1053                         break;
1054                 }
1055
1056                 /*
1057                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1058                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1059                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1060                  */
1061                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1062
1063                 if (css == &root->css)
1064                         break;
1065
1066                 if (css_tryget(css))
1067                         break;
1068
1069                 memcg = NULL;
1070         }
1071
1072         if (reclaim) {
1073                 /*
1074                  * The position could have already been updated by a competing
1075                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1076                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1077                  */
1078                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1079
1080                 if (pos)
1081                         css_put(&pos->css);
1082
1083                 if (!memcg)
1084                         iter->generation++;
1085                 else if (!prev)
1086                         reclaim->generation = iter->generation;
1087         }
1088
1089 out_unlock:
1090         rcu_read_unlock();
1091         if (prev && prev != root)
1092                 css_put(&prev->css);
1093
1094         return memcg;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1099  * @root: hierarchy root
1100  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1101  */
1102 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1103                            struct mem_cgroup *prev)
1104 {
1105         if (!root)
1106                 root = root_mem_cgroup;
1107         if (prev && prev != root)
1108                 css_put(&prev->css);
1109 }
1110
1111 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1112                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1113 {
1114         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1115         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1116         int nid;
1117
1118         for_each_node(nid) {
1119                 mz = from->nodeinfo[nid];
1120                 iter = &mz->iter;
1121                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1122         }
1123 }
1124
1125 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1126 {
1127         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1128         struct mem_cgroup *last;
1129
1130         do {
1131                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1132                 last = memcg;
1133         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1134
1135         /*
1136          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1137          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1138          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1139          * dead_memcg from cgroup root separately.
1140          */
1141         if (last != root_mem_cgroup)
1142                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1143                                                 dead_memcg);
1144 }
1145
1146 /**
1147  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1148  * @memcg: hierarchy root
1149  * @fn: function to call for each task
1150  * @arg: argument passed to @fn
1151  *
1152  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1153  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1154  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1155  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1156  *
1157  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1158  */
1159 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1160                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1161 {
1162         struct mem_cgroup *iter;
1163         int ret = 0;
1164
1165         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1166
1167         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1168                 struct css_task_iter it;
1169                 struct task_struct *task;
1170
1171                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1172                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1173                         ret = fn(task, arg);
1174                 css_task_iter_end(&it);
1175                 if (ret) {
1176                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1177                         break;
1178                 }
1179         }
1180         return ret;
1181 }
1182
1183 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1184 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1185 {
1186         struct mem_cgroup *memcg;
1187
1188         if (mem_cgroup_disabled())
1189                 return;
1190
1191         memcg = page_memcg(page);
1192
1193         if (!memcg)
1194                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1195         else
1196                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1197 }
1198 #endif
1199
1200 /**
1201  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1202  * @page: the page
1203  *
1204  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1205  * - page locked
1206  * - PageLRU cleared
1207  * - lock_page_memcg()
1208  * - page->_refcount is zero
1209  */
1210 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1211 {
1212         struct lruvec *lruvec;
1213
1214         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1215         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1216
1217         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1218
1219         return lruvec;
1220 }
1221
1222 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1223 {
1224         struct lruvec *lruvec;
1225
1226         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1227         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1228
1229         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1230
1231         return lruvec;
1232 }
1233
1234 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1235 {
1236         struct lruvec *lruvec;
1237
1238         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1239         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1240
1241         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1242
1243         return lruvec;
1244 }
1245
1246 /**
1247  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1248  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1249  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1250  * @zid: zone id of the accounted pages
1251  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1252  *
1253  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1254  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1255  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1256  */
1257 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1258                                 int zid, int nr_pages)
1259 {
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         unsigned long *lru_size;
1262         long size;
1263
1264         if (mem_cgroup_disabled())
1265                 return;
1266
1267         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1268         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1269
1270         if (nr_pages < 0)
1271                 *lru_size += nr_pages;
1272
1273         size = *lru_size;
1274         if (WARN_ONCE(size < 0,
1275                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1276                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1277                 VM_BUG_ON(1);
1278                 *lru_size = 0;
1279         }
1280
1281         if (nr_pages > 0)
1282                 *lru_size += nr_pages;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1287  * @memcg: the memory cgroup
1288  *
1289  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1290  * pages.
1291  */
1292 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1293 {
1294         unsigned long margin = 0;
1295         unsigned long count;
1296         unsigned long limit;
1297
1298         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1299         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1300         if (count < limit)
1301                 margin = limit - count;
1302
1303         if (do_memsw_account()) {
1304                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1305                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1306                 if (count < limit)
1307                         margin = min(margin, limit - count);
1308                 else
1309                         margin = 0;
1310         }
1311
1312         return margin;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1319  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1320  * caused by "move".
1321  */
1322 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1323 {
1324         struct mem_cgroup *from;
1325         struct mem_cgroup *to;
1326         bool ret = false;
1327         /*
1328          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1329          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1330          */
1331         spin_lock(&mc.lock);
1332         from = mc.from;
1333         to = mc.to;
1334         if (!from)
1335                 goto unlock;
1336
1337         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1338                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1339 unlock:
1340         spin_unlock(&mc.lock);
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1347                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1348                         DEFINE_WAIT(wait);
1349                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1350                         /* moving charge context might have finished. */
1351                         if (mc.moving_task)
1352                                 schedule();
1353                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1354                         return true;
1355                 }
1356         }
1357         return false;
1358 }
1359
1360 struct memory_stat {
1361         const char *name;
1362         unsigned int idx;
1363 };
1364
1365 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1366         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1367         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1368         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1369         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1370         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1371         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1372         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1373         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1374         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1375         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1376 #ifdef CONFIG_SWAP
1377         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1378 #endif
1379 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1380         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1381         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1382         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1383 #endif
1384         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1385         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1386         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1387         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1388         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1389         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1390         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1391
1392         /* The memory events */
1393         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1394         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1395         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1396         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1397         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1398         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1399         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1400 };
1401
1402 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1403 static int memcg_page_state_unit(int item)
1404 {
1405         switch (item) {
1406         case MEMCG_PERCPU_B:
1407         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1408         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1409         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1410         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1411         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1412         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1413         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1414         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1415         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1416                 return 1;
1417         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1418                 return SZ_1K;
1419         default:
1420                 return PAGE_SIZE;
1421         }
1422 }
1423
1424 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1425                                                     int item)
1426 {
1427         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1428 }
1429
1430 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct seq_buf s;
1433         int i;
1434
1435         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1436         if (!s.buffer)
1437                 return NULL;
1438
1439         /*
1440          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1441          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1442          *
1443          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1444          * 1) generic big picture -> specifics and details
1445          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1446          *
1447          * Current memory state:
1448          */
1449         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
1450
1451         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1452                 u64 size;
1453
1454                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1455                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1456
1457                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1458                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1459                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1460                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1461                 }
1462         }
1463
1464         /* Accumulated memory events */
1465
1466         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1467                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1468         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1469                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1470         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1471                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1472         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1473                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1474                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1475         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1476                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1477                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1478         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1479                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1480         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1481                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1482         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1483                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1484         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1485                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1486
1487 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1488         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1489                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1490         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1491                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1492 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1493
1494         /* The above should easily fit into one page */
1495         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1496
1497         return s.buffer;
1498 }
1499
1500 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1501 /**
1502  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1503  * memory controller.
1504  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1505  * @p: Task that is going to be killed
1506  *
1507  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1508  * enabled
1509  */
1510 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1511 {
1512         rcu_read_lock();
1513
1514         if (memcg) {
1515                 pr_cont(",oom_memcg=");
1516                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1517         } else
1518                 pr_cont(",global_oom");
1519         if (p) {
1520                 pr_cont(",task_memcg=");
1521                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1522         }
1523         rcu_read_unlock();
1524 }
1525
1526 /**
1527  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1528  * memory controller.
1529  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1530  */
1531 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         char *buf;
1534
1535         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1536                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1537                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1538         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1539                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1540                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1541                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1542         else {
1543                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1544                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1545                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1546                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1547                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1548                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1549         }
1550
1551         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1552         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1553         pr_cont(":");
1554         buf = memory_stat_format(memcg);
1555         if (!buf)
1556                 return;
1557         pr_info("%s", buf);
1558         kfree(buf);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1563  */
1564 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1567
1568         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1569                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1570                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1571                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1572         } else { /* v1 */
1573                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1574                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1575                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1576
1577                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1578                 }
1579         }
1580         return max;
1581 }
1582
1583 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         return page_counter_read(&memcg->memory);
1586 }
1587
1588 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1589                                      int order)
1590 {
1591         struct oom_control oc = {
1592                 .zonelist = NULL,
1593                 .nodemask = NULL,
1594                 .memcg = memcg,
1595                 .gfp_mask = gfp_mask,
1596                 .order = order,
1597         };
1598         bool ret = true;
1599
1600         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1601                 return true;
1602
1603         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1604                 goto unlock;
1605
1606         /*
1607          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1608          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1609          */
1610         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1611
1612 unlock:
1613         mutex_unlock(&oom_lock);
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1618                                    pg_data_t *pgdat,
1619                                    gfp_t gfp_mask,
1620                                    unsigned long *total_scanned)
1621 {
1622         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1623         int total = 0;
1624         int loop = 0;
1625         unsigned long excess;
1626         unsigned long nr_scanned;
1627         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1628                 .pgdat = pgdat,
1629         };
1630
1631         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1632
1633         while (1) {
1634                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1635                 if (!victim) {
1636                         loop++;
1637                         if (loop >= 2) {
1638                                 /*
1639                                  * If we have not been able to reclaim
1640                                  * anything, it might because there are
1641                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1642                                  */
1643                                 if (!total)
1644                                         break;
1645                                 /*
1646                                  * We want to do more targeted reclaim.
1647                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1648                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1649                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1650                                  */
1651                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1652                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1653                                         break;
1654                         }
1655                         continue;
1656                 }
1657                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1658                                         pgdat, &nr_scanned);
1659                 *total_scanned += nr_scanned;
1660                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1661                         break;
1662         }
1663         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1664         return total;
1665 }
1666
1667 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1668 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1669         .name = "memcg_oom_lock",
1670 };
1671 #endif
1672
1673 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1674
1675 /*
1676  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1677  * If someone is running, return false.
1678  */
1679 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1680 {
1681         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1682
1683         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1684
1685         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1686                 if (iter->oom_lock) {
1687                         /*
1688                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1689                          * so we cannot give a lock.
1690                          */
1691                         failed = iter;
1692                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1693                         break;
1694                 } else
1695                         iter->oom_lock = true;
1696         }
1697
1698         if (failed) {
1699                 /*
1700                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1701                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1702                  */
1703                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1704                         if (iter == failed) {
1705                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1706                                 break;
1707                         }
1708                         iter->oom_lock = false;
1709                 }
1710         } else
1711                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1712
1713         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1714
1715         return !failed;
1716 }
1717
1718 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1719 {
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1723         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1725                 iter->oom_lock = false;
1726         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1727 }
1728
1729 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         struct mem_cgroup *iter;
1732
1733         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1735                 iter->under_oom++;
1736         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1737 }
1738
1739 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         /*
1744          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1745          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1746          */
1747         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1748         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1749                 if (iter->under_oom > 0)
1750                         iter->under_oom--;
1751         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1752 }
1753
1754 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1755
1756 struct oom_wait_info {
1757         struct mem_cgroup *memcg;
1758         wait_queue_entry_t      wait;
1759 };
1760
1761 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1762         unsigned mode, int sync, void *arg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1765         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1766         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1767
1768         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1769         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1770
1771         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1772             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1773                 return 0;
1774         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1775 }
1776
1777 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         /*
1780          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1781          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1782          * this function is called as a result of userland actions
1783          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1784          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1785          * triggering notification.
1786          */
1787         if (memcg && memcg->under_oom)
1788                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1789 }
1790
1791 enum oom_status {
1792         OOM_SUCCESS,
1793         OOM_FAILED,
1794         OOM_ASYNC,
1795         OOM_SKIPPED
1796 };
1797
1798 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1799 {
1800         enum oom_status ret;
1801         bool locked;
1802
1803         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1804                 return OOM_SKIPPED;
1805
1806         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1807
1808         /*
1809          * We are in the middle of the charge context here, so we
1810          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1811          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1812          *
1813          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1814          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1815          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1816          * released.
1817          *
1818          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1819          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1820          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1821          * invoke the oom killer here.
1822          *
1823          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1824          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1825          */
1826         if (memcg->oom_kill_disable) {
1827                 if (!current->in_user_fault)
1828                         return OOM_SKIPPED;
1829                 css_get(&memcg->css);
1830                 current->memcg_in_oom = memcg;
1831                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1832                 current->memcg_oom_order = order;
1833
1834                 return OOM_ASYNC;
1835         }
1836
1837         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1838
1839         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1840
1841         if (locked)
1842                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1843
1844         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1845         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1846                 ret = OOM_SUCCESS;
1847         else
1848                 ret = OOM_FAILED;
1849
1850         if (locked)
1851                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1852
1853         return ret;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1858  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1859  *
1860  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1861  * handler was enabled.
1862  *
1863  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1864  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1865  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1866  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1867  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1868  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1869  *
1870  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1871  * completed, %false otherwise.
1872  */
1873 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1874 {
1875         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1876         struct oom_wait_info owait;
1877         bool locked;
1878
1879         /* OOM is global, do not handle */
1880         if (!memcg)
1881                 return false;
1882
1883         if (!handle)
1884                 goto cleanup;
1885
1886         owait.memcg = memcg;
1887         owait.wait.flags = 0;
1888         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1889         owait.wait.private = current;
1890         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1891
1892         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1893         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1894
1895         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1896
1897         if (locked)
1898                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1899
1900         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1901                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1902                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1903                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1904                                          current->memcg_oom_order);
1905         } else {
1906                 schedule();
1907                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1908                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1909         }
1910
1911         if (locked) {
1912                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1913                 /*
1914                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1915                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1916                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1917                  */
1918                 memcg_oom_recover(memcg);
1919         }
1920 cleanup:
1921         current->memcg_in_oom = NULL;
1922         css_put(&memcg->css);
1923         return true;
1924 }
1925
1926 /**
1927  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1928  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1929  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1930  *
1931  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1932  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1933  *
1934  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1935  */
1936 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1937                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1938 {
1939         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1940         struct mem_cgroup *memcg;
1941
1942         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1943                 return NULL;
1944
1945         if (!oom_domain)
1946                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1947
1948         rcu_read_lock();
1949
1950         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1951         if (memcg == root_mem_cgroup)
1952                 goto out;
1953
1954         /*
1955          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1956          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1957          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1958          */
1959         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1960                 goto out;
1961
1962         /*
1963          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1964          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1965          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1966          */
1967         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1968                 if (memcg->oom_group)
1969                         oom_group = memcg;
1970
1971                 if (memcg == oom_domain)
1972                         break;
1973         }
1974
1975         if (oom_group)
1976                 css_get(&oom_group->css);
1977 out:
1978         rcu_read_unlock();
1979
1980         return oom_group;
1981 }
1982
1983 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         pr_info("Tasks in ");
1986         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1987         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1988 }
1989
1990 /**
1991  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
1992  * @page: the page
1993  *
1994  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1995  * another cgroup.
1996  *
1997  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
1998  * for the lifetime of the page.
1999  */
2000 void lock_page_memcg(struct page *page)
2001 {
2002         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2003         struct mem_cgroup *memcg;
2004         unsigned long flags;
2005
2006         /*
2007          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2008          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2009          * because page moving starts with an RCU grace period.
2010          */
2011         rcu_read_lock();
2012
2013         if (mem_cgroup_disabled())
2014                 return;
2015 again:
2016         memcg = page_memcg(head);
2017         if (unlikely(!memcg))
2018                 return;
2019
2020 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2021         local_irq_save(flags);
2022         might_lock(&memcg->move_lock);
2023         local_irq_restore(flags);
2024 #endif
2025
2026         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2027                 return;
2028
2029         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2030         if (memcg != page_memcg(head)) {
2031                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2032                 goto again;
2033         }
2034
2035         /*
2036          * When charge migration first begins, we can have multiple
2037          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2038          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2039          * move_lock for unlock_page_memcg().
2040          */
2041         memcg->move_lock_task = current;
2042         memcg->move_lock_flags = flags;
2043 }
2044 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2045
2046 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2047 {
2048         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2049                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2050
2051                 memcg->move_lock_task = NULL;
2052                 memcg->move_lock_flags = 0;
2053
2054                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2055         }
2056
2057         rcu_read_unlock();
2058 }
2059
2060 /**
2061  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2062  * @page: the page
2063  */
2064 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2065 {
2066         struct page *head = compound_head(page);
2067
2068         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2069 }
2070 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2071
2072 struct obj_stock {
2073 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2074         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2075         struct pglist_data *cached_pgdat;
2076         unsigned int nr_bytes;
2077         int nr_slab_reclaimable_b;
2078         int nr_slab_unreclaimable_b;
2079 #else
2080         int dummy[0];
2081 #endif
2082 };
2083
2084 struct memcg_stock_pcp {
2085         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2086         unsigned int nr_pages;
2087         struct obj_stock task_obj;
2088         struct obj_stock irq_obj;
2089
2090         struct work_struct work;
2091         unsigned long flags;
2092 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2093 };
2094 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2095 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2096
2097 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2098 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2099 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2100                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2101
2102 #else
2103 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2104 {
2105 }
2106 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2107                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2108 {
2109         return false;
2110 }
2111 #endif
2112
2113 /*
2114  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2115  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2116  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2117  * task context and interrupt context access respectively.
2118  *
2119  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2120  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2121  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2122  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2123  */
2124 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2125 {
2126         struct memcg_stock_pcp *stock;
2127
2128         if (likely(in_task())) {
2129                 *pflags = 0UL;
2130                 preempt_disable();
2131                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2132                 return &stock->task_obj;
2133         }
2134
2135         local_irq_save(*pflags);
2136         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2137         return &stock->irq_obj;
2138 }
2139
2140 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2141 {
2142         if (likely(in_task()))
2143                 preempt_enable();
2144         else
2145                 local_irq_restore(flags);
2146 }
2147
2148 /**
2149  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2150  * @memcg: memcg to consume from.
2151  * @nr_pages: how many pages to charge.
2152  *
2153  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2154  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2155  * service an allocation will refill the stock.
2156  *
2157  * returns true if successful, false otherwise.
2158  */
2159 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2160 {
2161         struct memcg_stock_pcp *stock;
2162         unsigned long flags;
2163         bool ret = false;
2164
2165         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2166                 return ret;
2167
2168         local_irq_save(flags);
2169
2170         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2171         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2172                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2173                 ret = true;
2174         }
2175
2176         local_irq_restore(flags);
2177
2178         return ret;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2183  */
2184 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2185 {
2186         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2187
2188         if (!old)
2189                 return;
2190
2191         if (stock->nr_pages) {
2192                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2193                 if (do_memsw_account())
2194                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2195                 stock->nr_pages = 0;
2196         }
2197
2198         css_put(&old->css);
2199         stock->cached = NULL;
2200 }
2201
2202 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2203 {
2204         struct memcg_stock_pcp *stock;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         /*
2208          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2209          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2210          */
2211         local_irq_save(flags);
2212
2213         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2214         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2215         if (in_task())
2216                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2217         drain_stock(stock);
2218         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2219
2220         local_irq_restore(flags);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2225  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2226  */
2227 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2228 {
2229         struct memcg_stock_pcp *stock;
2230         unsigned long flags;
2231
2232         local_irq_save(flags);
2233
2234         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2235         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2236                 drain_stock(stock);
2237                 css_get(&memcg->css);
2238                 stock->cached = memcg;
2239         }
2240         stock->nr_pages += nr_pages;
2241
2242         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2243                 drain_stock(stock);
2244
2245         local_irq_restore(flags);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2250  * of the hierarchy under it.
2251  */
2252 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2253 {
2254         int cpu, curcpu;
2255
2256         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2257         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2258                 return;
2259         /*
2260          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2261          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2262          * as well as workers from this path always operate on the local
2263          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2264          */
2265         curcpu = get_cpu();
2266         for_each_online_cpu(cpu) {
2267                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2268                 struct mem_cgroup *memcg;
2269                 bool flush = false;
2270
2271                 rcu_read_lock();
2272                 memcg = stock->cached;
2273                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2274                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2275                         flush = true;
2276                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2277                         flush = true;
2278                 rcu_read_unlock();
2279
2280                 if (flush &&
2281                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2282                         if (cpu == curcpu)
2283                                 drain_local_stock(&stock->work);
2284                         else
2285                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2286                 }
2287         }
2288         put_cpu();
2289         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2290 }
2291
2292 static void memcg_flush_lruvec_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2293 {
2294         int nid;
2295
2296         for_each_node(nid) {
2297                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
2298                 unsigned long stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
2299                 struct batched_lruvec_stat *lstatc;
2300                 int i;
2301
2302                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stat_cpu, cpu);
2303                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
2304                         stat[i] = lstatc->count[i];
2305                         lstatc->count[i] = 0;
2306                 }
2307
2308                 do {
2309                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
2310                                 atomic_long_add(stat[i], &pn->lruvec_stat[i]);
2311                 } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2312         }
2313 }
2314
2315 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2316 {
2317         struct memcg_stock_pcp *stock;
2318         struct mem_cgroup *memcg;
2319
2320         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2321         drain_stock(stock);
2322
2323         for_each_mem_cgroup(memcg)
2324                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
2325
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2330                                   unsigned int nr_pages,
2331                                   gfp_t gfp_mask)
2332 {
2333         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2334
2335         do {
2336                 unsigned long pflags;
2337
2338                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2339                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2340                         continue;
2341
2342                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2343
2344                 psi_memstall_enter(&pflags);
2345                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2346                                                              gfp_mask, true);
2347                 psi_memstall_leave(&pflags);
2348         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2349                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2350
2351         return nr_reclaimed;
2352 }
2353
2354 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2355 {
2356         struct mem_cgroup *memcg;
2357
2358         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2359         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2364  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2365  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2366  */
2367 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2368
2369 /*
2370  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2371  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2372  * below.
2373  *
2374  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2375  *   overage ratio to a delay.
2376  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2377  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2378  *   to produce a reasonable delay curve.
2379  *
2380  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2381  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2382  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2383  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2384  * example, with a high of 100 megabytes:
2385  *
2386  *  +-------+------------------------+
2387  *  | usage | time to allocate in ms |
2388  *  +-------+------------------------+
2389  *  | 100M  |                      0 |
2390  *  | 101M  |                      6 |
2391  *  | 102M  |                     25 |
2392  *  | 103M  |                     57 |
2393  *  | 104M  |                    102 |
2394  *  | 105M  |                    159 |
2395  *  | 106M  |                    230 |
2396  *  | 107M  |                    313 |
2397  *  | 108M  |                    409 |
2398  *  | 109M  |                    518 |
2399  *  | 110M  |                    639 |
2400  *  | 111M  |                    774 |
2401  *  | 112M  |                    921 |
2402  *  | 113M  |                   1081 |
2403  *  | 114M  |                   1254 |
2404  *  | 115M  |                   1439 |
2405  *  | 116M  |                   1638 |
2406  *  | 117M  |                   1849 |
2407  *  | 118M  |                   2000 |
2408  *  | 119M  |                   2000 |
2409  *  | 120M  |                   2000 |
2410  *  +-------+------------------------+
2411  */
2412  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2413  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2414
2415 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2416 {
2417         u64 overage;
2418
2419         if (usage <= high)
2420                 return 0;
2421
2422         /*
2423          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2424          * it was a threshold of 1 page
2425          */
2426         high = max(high, 1UL);
2427
2428         overage = usage - high;
2429         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2430         return div64_u64(overage, high);
2431 }
2432
2433 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2434 {
2435         u64 overage, max_overage = 0;
2436
2437         do {
2438                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2439                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2440                 max_overage = max(overage, max_overage);
2441         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2442                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2443
2444         return max_overage;
2445 }
2446
2447 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2448 {
2449         u64 overage, max_overage = 0;
2450
2451         do {
2452                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2453                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2454                 if (overage)
2455                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2456                 max_overage = max(overage, max_overage);
2457         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2458                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2459
2460         return max_overage;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2465  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2466  */
2467 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2468                                           unsigned int nr_pages,
2469                                           u64 max_overage)
2470 {
2471         unsigned long penalty_jiffies;
2472
2473         if (!max_overage)
2474                 return 0;
2475
2476         /*
2477          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2478          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2479          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2480          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2481          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2482          * overage amount.
2483          */
2484         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2485         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2486         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2487
2488         /*
2489          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2490          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2491          * 4N-sized allocation.
2492          *
2493          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2494          * larger the current charge patch is than that.
2495          */
2496         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2501  * and reclaims memory over the high limit.
2502  */
2503 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2504 {
2505         unsigned long penalty_jiffies;
2506         unsigned long pflags;
2507         unsigned long nr_reclaimed;
2508         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2509         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2510         struct mem_cgroup *memcg;
2511         bool in_retry = false;
2512
2513         if (likely(!nr_pages))
2514                 return;
2515
2516         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2517         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2518
2519 retry_reclaim:
2520         /*
2521          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2522          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2523          * or breaching resource isolation.
2524          *
2525          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2526          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2527          * allocator run every time an allocation is made.
2528          */
2529         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2530                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2531                                     GFP_KERNEL);
2532
2533         /*
2534          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2535          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2536          */
2537         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2538                                                mem_find_max_overage(memcg));
2539
2540         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2541                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2542
2543         /*
2544          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2545          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2546          * extremely slowly.
2547          */
2548         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2549
2550         /*
2551          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2552          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2553          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2554          * been aggressively reclaimed enough yet.
2555          */
2556         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2557                 goto out;
2558
2559         /*
2560          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2561          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2562          * throttling.
2563          */
2564         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2565                 in_retry = true;
2566                 goto retry_reclaim;
2567         }
2568
2569         /*
2570          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2571          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2572          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2573          */
2574         psi_memstall_enter(&pflags);
2575         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2576         psi_memstall_leave(&pflags);
2577
2578 out:
2579         css_put(&memcg->css);
2580 }
2581
2582 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2583                         unsigned int nr_pages)
2584 {
2585         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2586         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2587         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2588         struct page_counter *counter;
2589         enum oom_status oom_status;
2590         unsigned long nr_reclaimed;
2591         bool may_swap = true;
2592         bool drained = false;
2593         unsigned long pflags;
2594
2595 retry:
2596         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2597                 return 0;
2598
2599         if (!do_memsw_account() ||
2600             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2601                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2602                         goto done_restock;
2603                 if (do_memsw_account())
2604                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2606         } else {
2607                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2608                 may_swap = false;
2609         }
2610
2611         if (batch > nr_pages) {
2612                 batch = nr_pages;
2613                 goto retry;
2614         }
2615
2616         /*
2617          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2618          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2619          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2620          * and let these go through as privileged allocations.
2621          */
2622         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2623                 goto force;
2624
2625         /*
2626          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2627          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2628          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2629          * free their memory.
2630          */
2631         if (unlikely(should_force_charge()))
2632                 goto force;
2633
2634         /*
2635          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2636          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2637          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2638          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2639          */
2640         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2641                 goto force;
2642
2643         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2644                 goto nomem;
2645
2646         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2647                 goto nomem;
2648
2649         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2650
2651         psi_memstall_enter(&pflags);
2652         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2653                                                     gfp_mask, may_swap);
2654         psi_memstall_leave(&pflags);
2655
2656         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2657                 goto retry;
2658
2659         if (!drained) {
2660                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2661                 drained = true;
2662                 goto retry;
2663         }
2664
2665         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2666                 goto nomem;
2667         /*
2668          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2669          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2670          * before killing the task.
2671          *
2672          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2673          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2674          * to regular pages anyway in case of failure.
2675          */
2676         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2677                 goto retry;
2678         /*
2679          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2680          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2681          */
2682         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2683                 goto retry;
2684
2685         if (nr_retries--)
2686                 goto retry;
2687
2688         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2689                 goto nomem;
2690
2691         if (fatal_signal_pending(current))
2692                 goto force;
2693
2694         /*
2695          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2696          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2697          * couldn't make any progress.
2698          */
2699         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2700                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2701         switch (oom_status) {
2702         case OOM_SUCCESS:
2703                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2704                 goto retry;
2705         case OOM_FAILED:
2706                 goto force;
2707         default:
2708                 goto nomem;
2709         }
2710 nomem:
2711         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2712                 return -ENOMEM;
2713 force:
2714         /*
2715          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2716          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2717          * temporarily by force charging it.
2718          */
2719         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2720         if (do_memsw_account())
2721                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2722
2723         return 0;
2724
2725 done_restock:
2726         if (batch > nr_pages)
2727                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2728
2729         /*
2730          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2731          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2732          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2733          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2734          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2735          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2736          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2737          */
2738         do {
2739                 bool mem_high, swap_high;
2740
2741                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2742                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2743                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2744                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2745
2746                 /* Don't bother a random interrupted task */
2747                 if (in_interrupt()) {
2748                         if (mem_high) {
2749                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2750                                 break;
2751                         }
2752                         continue;
2753                 }
2754
2755                 if (mem_high || swap_high) {
2756                         /*
2757                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2758                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2759                          * of the memory or swap footprints.
2760                          *
2761                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2762                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2763                          * based on how much each task is actually allocating.
2764                          */
2765                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2766                         set_notify_resume(current);
2767                         break;
2768                 }
2769         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2770
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2775                              unsigned int nr_pages)
2776 {
2777         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2778                 return 0;
2779
2780         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2781 }
2782
2783 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2784 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2785 {
2786         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2787                 return;
2788
2789         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2790         if (do_memsw_account())
2791                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2792 }
2793 #endif
2794
2795 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2796 {
2797         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2798         /*
2799          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2800          *
2801          * - the page lock
2802          * - LRU isolation
2803          * - lock_page_memcg()
2804          * - exclusive reference
2805          */
2806         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2807 }
2808
2809 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2810 {
2811         struct mem_cgroup *memcg;
2812
2813         rcu_read_lock();
2814 retry:
2815         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2816         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2817                 goto retry;
2818         rcu_read_unlock();
2819
2820         return memcg;
2821 }
2822
2823 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2824 /*
2825  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2826  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2827  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2828  */
2829 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2830
2831 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2832                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2833 {
2834         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2835         unsigned long memcg_data;
2836         void *vec;
2837
2838         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2839         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2840                            page_to_nid(page));
2841         if (!vec)
2842                 return -ENOMEM;
2843
2844         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2845         if (new_page) {
2846                 /*
2847                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2848                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2849                  * memcg_data can be simply assigned.
2850                  */
2851                 page->memcg_data = memcg_data;
2852         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2853                 /*
2854                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2855                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2856                  * objcg vector should be reused.
2857                  */
2858                 kfree(vec);
2859                 return 0;
2860         }
2861
2862         kmemleak_not_leak(vec);
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2868  *
2869  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2870  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2871  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2872  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2873  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2874  *
2875  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2876  * cgroup_mutex, etc.
2877  */
2878 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2879 {
2880         struct page *page;
2881
2882         if (mem_cgroup_disabled())
2883                 return NULL;
2884
2885         page = virt_to_head_page(p);
2886
2887         /*
2888          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2889          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2890          * the page->obj_cgroups.
2891          */
2892         if (page_objcgs_check(page)) {
2893                 struct obj_cgroup *objcg;
2894                 unsigned int off;
2895
2896                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2897                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2898                 if (objcg)
2899                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2900
2901                 return NULL;
2902         }
2903
2904         /*
2905          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2906          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2907          * at that moment, but it can be set concurrently.
2908          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2909          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2910          */
2911         return page_memcg_check(page);
2912 }
2913
2914 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2915 {
2916         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2917         struct mem_cgroup *memcg;
2918
2919         if (memcg_kmem_bypass())
2920                 return NULL;
2921
2922         rcu_read_lock();
2923         if (unlikely(active_memcg()))
2924                 memcg = active_memcg();
2925         else
2926                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2927
2928         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2929                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2930                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2931                         break;
2932                 objcg = NULL;
2933         }
2934         rcu_read_unlock();
2935
2936         return objcg;
2937 }
2938
2939 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2940 {
2941         int id, size;
2942         int err;
2943
2944         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2945                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2946         if (id < 0)
2947                 return id;
2948
2949         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2950                 return id;
2951
2952         /*
2953          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2954          * so we have to grow them.
2955          */
2956         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2957
2958         size = 2 * (id + 1);
2959         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2960                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2961         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2962                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2963
2964         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2965         if (!err)
2966                 memcg_nr_cache_ids = size;
2967
2968         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2969
2970         if (err) {
2971                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2972                 return err;
2973         }
2974         return id;
2975 }
2976
2977 static void memcg_free_cache_id(int id)
2978 {
2979         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2980 }
2981
2982 /*
2983  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2984  * @objcg: object cgroup to uncharge
2985  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2986  */
2987 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2988                                       unsigned int nr_pages)
2989 {
2990         struct mem_cgroup *memcg;
2991
2992         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2993
2994         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2995                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2996         refill_stock(memcg, nr_pages);
2997
2998         css_put(&memcg->css);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3003  * @objcg: object cgroup to charge
3004  * @gfp: reclaim mode
3005  * @nr_pages: number of pages to charge
3006  *
3007  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3008  */
3009 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3010                                    unsigned int nr_pages)
3011 {
3012         struct page_counter *counter;
3013         struct mem_cgroup *memcg;
3014         int ret;
3015
3016         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3017
3018         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3019         if (ret)
3020                 goto out;
3021
3022         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3023             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3024
3025                 /*
3026                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3027                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3028                  * handling code.
3029                  */
3030                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3031                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3032                         goto out;
3033                 }
3034                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3035                 ret = -ENOMEM;
3036         }
3037 out:
3038         css_put(&memcg->css);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3045  * @page: page to charge
3046  * @gfp: reclaim mode
3047  * @order: allocation order
3048  *
3049  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3050  */
3051 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3052 {
3053         struct obj_cgroup *objcg;
3054         int ret = 0;
3055
3056         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3057         if (objcg) {
3058                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3059                 if (!ret) {
3060                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3061                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3062                         return 0;
3063                 }
3064                 obj_cgroup_put(objcg);
3065         }
3066         return ret;
3067 }
3068
3069 /**
3070  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3071  * @page: page to uncharge
3072  * @order: allocation order
3073  */
3074 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3075 {
3076         struct obj_cgroup *objcg;
3077         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3078
3079         if (!PageMemcgKmem(page))
3080                 return;
3081
3082         objcg = __page_objcg(page);
3083         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3084         page->memcg_data = 0;
3085         obj_cgroup_put(objcg);
3086 }
3087
3088 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3089                      enum node_stat_item idx, int nr)
3090 {
3091         unsigned long flags;
3092         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3093         int *bytes;
3094
3095         /*
3096          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3097          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3098          * changes.
3099          */
3100         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3101                 drain_obj_stock(stock);
3102                 obj_cgroup_get(objcg);
3103                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3104                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3105                 stock->cached_objcg = objcg;
3106                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3107         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3108                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3109                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3110
3111                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3112                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3113                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3114                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3115                 }
3116                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3117                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3118                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3119                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3120                 }
3121                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3122         }
3123
3124         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3125                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3126         /*
3127          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3128          * cached locally at least once before pushing it out.
3129          */
3130         if (!*bytes) {
3131                 *bytes = nr;
3132                 nr = 0;
3133         } else {
3134                 *bytes += nr;
3135                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3136                         nr = *bytes;
3137                         *bytes = 0;
3138                 } else {
3139                         nr = 0;
3140                 }
3141         }
3142         if (nr)
3143                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3144
3145         put_obj_stock(flags);
3146 }
3147
3148 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3149 {
3150         unsigned long flags;
3151         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3152         bool ret = false;
3153
3154         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3155                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3156                 ret = true;
3157         }
3158
3159         put_obj_stock(flags);
3160
3161         return ret;
3162 }
3163
3164 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3165 {
3166         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3167
3168         if (!old)
3169                 return;
3170
3171         if (stock->nr_bytes) {
3172                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3173                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3174
3175                 if (nr_pages)
3176                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3177
3178                 /*
3179                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3180                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3181                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3182                  * refill_obj_stock().
3183                  *
3184                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3185                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3186                  * so it might be changed in the future.
3187                  */
3188                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3189                 stock->nr_bytes = 0;
3190         }
3191
3192         /*
3193          * Flush the vmstat data in current stock
3194          */
3195         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3196                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3197                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3198                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3199                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3200                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3201                 }
3202                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3203                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3204                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3205                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3206                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3207                 }
3208                 stock->cached_pgdat = NULL;
3209         }
3210
3211         obj_cgroup_put(old);
3212         stock->cached_objcg = NULL;
3213 }
3214
3215 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3216                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3217 {
3218         struct mem_cgroup *memcg;
3219
3220         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3221                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3222                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3223                         return true;
3224         }
3225         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3226                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3227                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3228                         return true;
3229         }
3230
3231         return false;
3232 }
3233
3234 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3235                              bool allow_uncharge)
3236 {
3237         unsigned long flags;
3238         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3239         unsigned int nr_pages = 0;
3240
3241         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3242                 drain_obj_stock(stock);
3243                 obj_cgroup_get(objcg);
3244                 stock->cached_objcg = objcg;
3245                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3246                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3247                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3248         }
3249         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3250
3251         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3252                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3253                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3254         }
3255
3256         put_obj_stock(flags);
3257
3258         if (nr_pages)
3259                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3260 }
3261
3262 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3263 {
3264         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3265         int ret;
3266
3267         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3268                 return 0;
3269
3270         /*
3271          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3272          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3273          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3274          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3275          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3276          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3277          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3278          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3279          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3280          *
3281          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3282          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3283          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3284          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3285          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3286          * page uncharge right after a page charge, we set the
3287          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3288          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3289          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3290          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3291          * race.
3292          */
3293         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3294         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3295
3296         if (nr_bytes)
3297                 nr_pages += 1;
3298
3299         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3300         if (!ret && nr_bytes)
3301                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3302
3303         return ret;
3304 }
3305
3306 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3307 {
3308         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3309 }
3310
3311 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3312
3313 /*
3314  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3315  */
3316 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3317 {
3318         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3319         int i;
3320
3321         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3322                 return;
3323
3324         for (i = 1; i < nr; i++)
3325                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3326
3327         if (PageMemcgKmem(head))
3328                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3329         else
3330                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3331 }
3332
3333 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3334 /**
3335  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3336  * @entry: swap entry to be moved
3337  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3338  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3339  *
3340  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3341  * as the mem_cgroup's id of @from.
3342  *
3343  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3344  *
3345  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3346  * both res and memsw, and called css_get().
3347  */
3348 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3349                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3350 {
3351         unsigned short old_id, new_id;
3352
3353         old_id = mem_cgroup_id(from);
3354         new_id = mem_cgroup_id(to);
3355
3356         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3357                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3358                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3359                 return 0;
3360         }
3361         return -EINVAL;
3362 }
3363 #else
3364 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3365                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3366 {
3367         return -EINVAL;
3368 }
3369 #endif
3370
3371 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3372
3373 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3374                                  unsigned long max, bool memsw)
3375 {
3376         bool enlarge = false;
3377         bool drained = false;
3378         int ret;
3379         bool limits_invariant;
3380         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3381
3382         do {
3383                 if (signal_pending(current)) {
3384                         ret = -EINTR;
3385                         break;
3386                 }
3387
3388                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3389                 /*
3390                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3391                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3392                  */
3393                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3394                                            max <= memcg->memsw.max;
3395                 if (!limits_invariant) {
3396                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3397                         ret = -EINVAL;
3398                         break;
3399                 }
3400                 if (max > counter->max)
3401                         enlarge = true;
3402                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3403                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3404
3405                 if (!ret)
3406                         break;
3407
3408                 if (!drained) {
3409                         drain_all_stock(memcg);
3410                         drained = true;
3411                         continue;
3412                 }
3413
3414                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3415                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3416                         ret = -EBUSY;
3417                         break;
3418                 }
3419         } while (true);
3420
3421         if (!ret && enlarge)
3422                 memcg_oom_recover(memcg);
3423
3424         return ret;
3425 }
3426
3427 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3428                                             gfp_t gfp_mask,
3429                                             unsigned long *total_scanned)
3430 {
3431         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3432         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3433         unsigned long reclaimed;
3434         int loop = 0;
3435         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3436         unsigned long excess;
3437         unsigned long nr_scanned;
3438
3439         if (order > 0)
3440                 return 0;
3441
3442         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3443
3444         /*
3445          * Do not even bother to check the largest node if the root
3446          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3447          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3448          */
3449         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3450                 return 0;
3451
3452         /*
3453          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3454          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3455          * pressure
3456          */
3457         do {
3458                 if (next_mz)
3459                         mz = next_mz;
3460                 else
3461                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3462                 if (!mz)
3463                         break;
3464
3465                 nr_scanned = 0;
3466                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3467                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3468                 nr_reclaimed += reclaimed;
3469                 *total_scanned += nr_scanned;
3470                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3471                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3472
3473                 /*
3474                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3475                  * it is time to move on to the next cgroup
3476                  */
3477                 next_mz = NULL;
3478                 if (!reclaimed)
3479                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3480
3481                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3482                 /*
3483                  * One school of thought says that we should not add
3484                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3485                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3486                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3487                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3488                  * term TODO.
3489                  */
3490                 /* If excess == 0, no tree ops */
3491                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3492                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3493                 css_put(&mz->memcg->css);
3494                 loop++;
3495                 /*
3496                  * Could not reclaim anything and there are no more
3497                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3498                  * reclaiming anything.
3499                  */
3500                 if (!nr_reclaimed &&
3501                         (next_mz == NULL ||
3502                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3503                         break;
3504         } while (!nr_reclaimed);
3505         if (next_mz)
3506                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3507         return nr_reclaimed;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3512  *
3513  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3514  */
3515 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3516 {
3517         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3518
3519         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3520         lru_add_drain_all();
3521
3522         drain_all_stock(memcg);
3523
3524         /* try to free all pages in this cgroup */
3525         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3526                 int progress;
3527
3528                 if (signal_pending(current))
3529                         return -EINTR;
3530
3531                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3532                                                         GFP_KERNEL, true);
3533                 if (!progress) {
3534                         nr_retries--;
3535                         /* maybe some writeback is necessary */
3536                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3537                 }
3538
3539         }
3540
3541         return 0;
3542 }
3543
3544 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3545                                             char *buf, size_t nbytes,
3546                                             loff_t off)
3547 {
3548         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3549
3550         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3551                 return -EINVAL;
3552         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3553 }
3554
3555 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3556                                      struct cftype *cft)
3557 {
3558         return 1;
3559 }
3560
3561 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3562                                       struct cftype *cft, u64 val)
3563 {
3564         if (val == 1)
3565                 return 0;
3566
3567         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3568                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3569                      "depend on this functionality.\n");
3570
3571         return -EINVAL;
3572 }
3573
3574 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3575 {
3576         unsigned long val;
3577
3578         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3579                 /* mem_cgroup_threshold() calls here from irqsafe context */
3580                 cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
3581                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3582                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3583                 if (swap)
3584                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3585         } else {
3586                 if (!swap)
3587                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3588                 else
3589                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3590         }
3591         return val;
3592 }
3593
3594 enum {
3595         RES_USAGE,
3596         RES_LIMIT,
3597         RES_MAX_USAGE,
3598         RES_FAILCNT,
3599         RES_SOFT_LIMIT,
3600 };
3601
3602 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3603                                struct cftype *cft)
3604 {
3605         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3606         struct page_counter *counter;
3607
3608         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3609         case _MEM:
3610                 counter = &memcg->memory;
3611                 break;
3612         case _MEMSWAP:
3613                 counter = &memcg->memsw;
3614                 break;
3615         case _KMEM:
3616                 counter = &memcg->kmem;
3617                 break;
3618         case _TCP:
3619                 counter = &memcg->tcpmem;
3620                 break;
3621         default:
3622                 BUG();
3623         }
3624
3625         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3626         case RES_USAGE:
3627                 if (counter == &memcg->memory)
3628                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3629                 if (counter == &memcg->memsw)
3630                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3631                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3632         case RES_LIMIT:
3633                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3634         case RES_MAX_USAGE:
3635                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3636         case RES_FAILCNT:
3637                 return counter->failcnt;
3638         case RES_SOFT_LIMIT:
3639                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3640         default:
3641                 BUG();
3642         }
3643 }
3644
3645 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3646 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3647 {
3648         struct obj_cgroup *objcg;
3649         int memcg_id;
3650
3651         if (cgroup_memory_nokmem)
3652                 return 0;
3653
3654         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3655         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3656
3657         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3658         if (memcg_id < 0)
3659                 return memcg_id;
3660
3661         objcg = obj_cgroup_alloc();
3662         if (!objcg) {
3663                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3664                 return -ENOMEM;
3665         }
3666         objcg->memcg = memcg;
3667         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3668
3669         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3670
3671         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3672         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3673
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3678 {
3679         struct cgroup_subsys_state *css;
3680         struct mem_cgroup *parent, *child;
3681         int kmemcg_id;
3682
3683         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3684                 return;
3685
3686         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3687
3688         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3689         if (!parent)
3690                 parent = root_mem_cgroup;
3691
3692         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3693
3694         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3695         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3696
3697         /*
3698          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3699          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3700          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3701          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3702          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3703          * memcg_drain_all_list_lrus().
3704          */
3705         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3706         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3707                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3708                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3709                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3710         }
3711         rcu_read_unlock();
3712
3713         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3714
3715         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3716 }
3717
3718 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3719 {
3720         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3721         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3722                 memcg_offline_kmem(memcg);
3723 }
3724 #else
3725 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3726 {
3727         return 0;
3728 }
3729 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731 }
3732 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3733 {
3734 }
3735 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3736
3737 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3738                                  unsigned long max)
3739 {
3740         int ret;
3741
3742         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3743         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3744         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3745         return ret;
3746 }
3747
3748 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3749 {
3750         int ret;
3751
3752         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3753
3754         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3755         if (ret)
3756                 goto out;
3757
3758         if (!memcg->tcpmem_active) {
3759                 /*
3760                  * The active flag needs to be written after the static_key
3761                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3762                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3763                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3764                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3765                  *
3766                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3767                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3768                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3769                  * yet, we'll lose accounting.
3770                  *
3771                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3772                  * because when this value change, the code to process it is not
3773                  * patched in yet.
3774                  */
3775                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3776                 memcg->tcpmem_active = true;
3777         }
3778 out:
3779         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3780         return ret;
3781 }
3782
3783 /*
3784  * The user of this function is...
3785  * RES_LIMIT.
3786  */
3787 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3788                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3789 {
3790         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3791         unsigned long nr_pages;
3792         int ret;
3793
3794         buf = strstrip(buf);
3795         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3796         if (ret)
3797                 return ret;
3798
3799         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3800         case RES_LIMIT:
3801                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3802                         ret = -EINVAL;
3803                         break;
3804                 }
3805                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3806                 case _MEM:
3807                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3808                         break;
3809                 case _MEMSWAP:
3810                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3811                         break;
3812                 case _KMEM:
3813                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3814                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3815                                      "depend on this functionality.\n");
3816                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3817                         break;
3818                 case _TCP:
3819                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3820                         break;
3821                 }
3822                 break;
3823         case RES_SOFT_LIMIT:
3824                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3825                 ret = 0;
3826                 break;
3827         }
3828         return ret ?: nbytes;
3829 }
3830
3831 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3832                                 size_t nbytes, loff_t off)
3833 {
3834         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3835         struct page_counter *counter;
3836
3837         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3838         case _MEM:
3839                 counter = &memcg->memory;
3840                 break;
3841         case _MEMSWAP:
3842                 counter = &memcg->memsw;
3843                 break;
3844         case _KMEM:
3845                 counter = &memcg->kmem;
3846                 break;
3847         case _TCP:
3848                 counter = &memcg->tcpmem;
3849                 break;
3850         default:
3851                 BUG();
3852         }
3853
3854         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3855         case RES_MAX_USAGE:
3856                 page_counter_reset_watermark(counter);
3857                 break;
3858         case RES_FAILCNT:
3859                 counter->failcnt = 0;
3860                 break;
3861         default:
3862                 BUG();
3863         }
3864
3865         return nbytes;
3866 }
3867
3868 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3869                                         struct cftype *cft)
3870 {
3871         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3872 }
3873
3874 #ifdef CONFIG_MMU
3875 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3876                                         struct cftype *cft, u64 val)
3877 {
3878         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3879
3880         if (val & ~MOVE_MASK)
3881                 return -EINVAL;
3882
3883         /*
3884          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3885          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3886          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3887          * affect task migrations starting after the change.
3888          */
3889         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3890         return 0;
3891 }
3892 #else
3893 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3894                                         struct cftype *cft, u64 val)
3895 {
3896         return -ENOSYS;
3897 }
3898 #endif
3899
3900 #ifdef CONFIG_NUMA
3901
3902 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3903 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3904 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3905
3906 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3907                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3908 {
3909         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3910         unsigned long nr = 0;
3911         enum lru_list lru;
3912
3913         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3914
3915         for_each_lru(lru) {
3916                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3917                         continue;
3918                 if (tree)
3919                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3920                 else
3921                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3922         }
3923         return nr;
3924 }
3925
3926 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3927                                              unsigned int lru_mask,
3928                                              bool tree)
3929 {
3930         unsigned long nr = 0;
3931         enum lru_list lru;
3932
3933         for_each_lru(lru) {
3934                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3935                         continue;
3936                 if (tree)
3937                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3938                 else
3939                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3940         }
3941         return nr;
3942 }
3943
3944 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3945 {
3946         struct numa_stat {
3947                 const char *name;
3948                 unsigned int lru_mask;
3949         };
3950
3951         static const struct numa_stat stats[] = {
3952                 { "total", LRU_ALL },
3953                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3954                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3955                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3956         };
3957         const struct numa_stat *stat;
3958         int nid;
3959         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3960
3961         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
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         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
4034
4035         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4036                 unsigned long nr;
4037
4038                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4039                         continue;
4040                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4041                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4042         }
4043
4044         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4045                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4046                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4047
4048         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4049                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4050                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4051                            PAGE_SIZE);
4052
4053         /* Hierarchical information */
4054         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4055         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4056                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4057                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4058         }
4059         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4060                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4061         if (do_memsw_account())
4062                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4063                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4064
4065         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4066                 unsigned long nr;
4067
4068                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4069                         continue;
4070                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4071                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4072                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4073         }
4074
4075         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4076                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4077                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4078                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4079
4080         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4081                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4082                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4083                            PAGE_SIZE);
4084
4085 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4086         {
4087                 pg_data_t *pgdat;
4088                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4089                 unsigned long anon_cost = 0;
4090                 unsigned long file_cost = 0;
4091
4092                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4093                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4094
4095                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4096                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4097                 }
4098                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4099                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4100         }
4101 #endif
4102
4103         return 0;
4104 }
4105
4106 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4107                                       struct cftype *cft)
4108 {
4109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4110
4111         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4112 }
4113
4114 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4115                                        struct cftype *cft, u64 val)
4116 {
4117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4118
4119         if (val > 100)
4120                 return -EINVAL;
4121
4122         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4123                 memcg->swappiness = val;
4124         else
4125                 vm_swappiness = val;
4126
4127         return 0;
4128 }
4129
4130 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4131 {
4132         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4133         unsigned long usage;
4134         int i;
4135
4136         rcu_read_lock();
4137         if (!swap)
4138                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4139         else
4140                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4141
4142         if (!t)
4143                 goto unlock;
4144
4145         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4146
4147         /*
4148          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4149          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4150          * call of __mem_cgroup_threshold().
4151          */
4152         i = t->current_threshold;
4153
4154         /*
4155          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4156          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4157          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4158          * only one element of the array here.
4159          */
4160         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4161                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4162
4163         /* i = current_threshold + 1 */
4164         i++;
4165
4166         /*
4167          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4168          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4169          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4170          * only one element of the array here.
4171          */
4172         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4173                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4174
4175         /* Update current_threshold */
4176         t->current_threshold = i - 1;
4177 unlock:
4178         rcu_read_unlock();
4179 }
4180
4181 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4182 {
4183         while (memcg) {
4184                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4185                 if (do_memsw_account())
4186                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4187
4188                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4189         }
4190 }
4191
4192 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4193 {
4194         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4195         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4196
4197         if (_a->threshold > _b->threshold)
4198                 return 1;
4199
4200         if (_a->threshold < _b->threshold)
4201                 return -1;
4202
4203         return 0;
4204 }
4205
4206 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4207 {
4208         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4209
4210         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4211
4212         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4213                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4214
4215         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4216         return 0;
4217 }
4218
4219 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4220 {
4221         struct mem_cgroup *iter;
4222
4223         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4224                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4225 }
4226
4227 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4228         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4229 {
4230         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4231         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4232         unsigned long threshold;
4233         unsigned long usage;
4234         int i, size, ret;
4235
4236         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4237         if (ret)
4238                 return ret;
4239
4240         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4241
4242         if (type == _MEM) {
4243                 thresholds = &memcg->thresholds;
4244                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4245         } else if (type == _MEMSWAP) {
4246                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4247                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4248         } else
4249                 BUG();
4250
4251         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4252         if (thresholds->primary)
4253                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4254
4255         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4256
4257         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4258         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4259         if (!new) {
4260                 ret = -ENOMEM;
4261                 goto unlock;
4262         }
4263         new->size = size;
4264
4265         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4266         if (thresholds->primary)
4267                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4268                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4269
4270         /* Add new threshold */
4271         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4272         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4273
4274         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4275         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4276                         compare_thresholds, NULL);
4277
4278         /* Find current threshold */
4279         new->current_threshold = -1;
4280         for (i = 0; i < size; i++) {
4281                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4282                         /*
4283                          * new->current_threshold will not be used until
4284                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4285                          * it here.
4286                          */
4287                         ++new->current_threshold;
4288                 } else
4289                         break;
4290         }
4291
4292         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4293         kfree(thresholds->spare);
4294         thresholds->spare = thresholds->primary;
4295
4296         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4297
4298         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4299         synchronize_rcu();
4300
4301 unlock:
4302         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4303
4304         return ret;
4305 }
4306
4307 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4308         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4309 {
4310         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4311 }
4312
4313 static int memsw_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, _MEMSWAP);
4317 }
4318
4319 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4320         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4321 {
4322         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4323         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4324         unsigned long usage;
4325         int i, j, size, entries;
4326
4327         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4328
4329         if (type == _MEM) {
4330                 thresholds = &memcg->thresholds;
4331                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4332         } else if (type == _MEMSWAP) {
4333                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4334                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4335         } else
4336                 BUG();
4337
4338         if (!thresholds->primary)
4339                 goto unlock;
4340
4341         /* Check if a threshold crossed before removing */
4342         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4343
4344         /* Calculate new number of threshold */
4345         size = entries = 0;
4346         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4347                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4348                         size++;
4349                 else
4350                         entries++;
4351         }
4352
4353         new = thresholds->spare;
4354
4355         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4356         if (!entries)
4357                 goto unlock;
4358
4359         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4360         if (!size) {
4361                 kfree(new);
4362                 new = NULL;
4363                 goto swap_buffers;
4364         }
4365
4366         new->size = size;
4367
4368         /* Copy thresholds and find current threshold */
4369         new->current_threshold = -1;
4370         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4371                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4372                         continue;
4373
4374                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4375                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4376                         /*
4377                          * new->current_threshold will not be used
4378                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4379                          * it here.
4380                          */
4381                         ++new->current_threshold;
4382                 }
4383                 j++;
4384         }
4385
4386 swap_buffers:
4387         /* Swap primary and spare array */
4388         thresholds->spare = thresholds->primary;
4389
4390         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4391
4392         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4393         synchronize_rcu();
4394
4395         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4396         if (!new) {
4397                 kfree(thresholds->spare);
4398                 thresholds->spare = NULL;
4399         }
4400 unlock:
4401         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4402 }
4403
4404 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4405         struct eventfd_ctx *eventfd)
4406 {
4407         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4408 }
4409
4410 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4411         struct eventfd_ctx *eventfd)
4412 {
4413         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4414 }
4415
4416 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4417         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4418 {
4419         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4420
4421         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4422         if (!event)
4423                 return -ENOMEM;
4424
4425         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4426
4427         event->eventfd = eventfd;
4428         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4429
4430         /* already in OOM ? */
4431         if (memcg->under_oom)
4432                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4433         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4434
4435         return 0;
4436 }
4437
4438 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4439         struct eventfd_ctx *eventfd)
4440 {
4441         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4442
4443         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4444
4445         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4446                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4447                         list_del(&ev->list);
4448                         kfree(ev);
4449                 }
4450         }
4451
4452         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4453 }
4454
4455 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4456 {
4457         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4458
4459         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4460         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4461         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4462                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4463         return 0;
4464 }
4465
4466 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4467         struct cftype *cft, u64 val)
4468 {
4469         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4470
4471         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4472         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4473                 return -EINVAL;
4474
4475         memcg->oom_kill_disable = val;
4476         if (!val)
4477                 memcg_oom_recover(memcg);
4478
4479         return 0;
4480 }
4481
4482 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4483
4484 #include <trace/events/writeback.h>
4485
4486 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4487 {
4488         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4489 }
4490
4491 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4492 {
4493         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4494 }
4495
4496 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4497 {
4498         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4499 }
4500
4501 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4502 {
4503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4504
4505         if (!memcg->css.parent)
4506                 return NULL;
4507
4508         return &memcg->cgwb_domain;
4509 }
4510
4511 /**
4512  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4513  * @wb: bdi_writeback in question
4514  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4515  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4516  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4517  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4518  *
4519  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4520  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4521  * is a bit more involved.
4522  *
4523  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4524  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4525  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4526  * available memory in the system.  The caller should further cap
4527  * *@pheadroom accordingly.
4528  */
4529 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4530                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4531                          unsigned long *pwriteback)
4532 {
4533         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4534         struct mem_cgroup *parent;
4535
4536         cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
4537
4538         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4539         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4540         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4541                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4542
4543         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4544         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4545                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4546                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4547                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4548
4549                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4550                 memcg = parent;
4551         }
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Foreign dirty flushing
4556  *
4557  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4558  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4559  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4560  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4561  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4562  * different cgroups isn't a common use-case.
4563  *
4564  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4565  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4566  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4567  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4568  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4569  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4570  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4571  * make writeback of the dirty pages happen.
4572  *
4573  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4574  * severely throttled after making some progress after each
4575  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4576  * completely idle.
4577  *
4578  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4579  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4580  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4581  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4582  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4583  *
4584  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4585  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4586  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4587  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4588  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4589  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4590  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4591  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4592  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4593  *
4594  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4595  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4596  * records are lockless and racy.
4597  */
4598 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4599                                              struct bdi_writeback *wb)
4600 {
4601         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4602         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4603         u64 now = get_jiffies_64();
4604         u64 oldest_at = now;
4605         int oldest = -1;
4606         int i;
4607
4608         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4609
4610         /*
4611          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4612          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4613          * written out.
4614          */
4615         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4616                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4617                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4618                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4619                         break;
4620                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4621                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4622                         oldest = i;
4623                         oldest_at = frn->at;
4624                 }
4625         }
4626
4627         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4628                 /*
4629                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4630                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4631                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4632                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4633                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4634                  */
4635                 unsigned long update_intv =
4636                         min_t(unsigned long, HZ,
4637                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4638
4639                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4640                         frn->at = now;
4641         } else if (oldest >= 0) {
4642                 /* replace the oldest free one */
4643                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4644                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4645                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4646                 frn->at = now;
4647         }
4648 }
4649
4650 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4651 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4652 {
4653         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4654         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4655         u64 now = jiffies_64;
4656         int i;
4657
4658         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4659                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4660
4661                 /*
4662                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4663                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4664                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4665                  * already one in flight.
4666                  */
4667                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4668                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4669                         frn->at = 0;
4670                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4671                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4672                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4673                                                &frn->done);
4674                 }
4675         }
4676 }
4677
4678 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4679
4680 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4681 {
4682         return 0;
4683 }
4684
4685 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4686 {
4687 }
4688
4689 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4690 {
4691 }
4692
4693 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4694
4695 /*
4696  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4697  *
4698  * "cgroup.event_control" implementation.
4699  *
4700  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4701  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4702  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4703  *
4704  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4705  * possible.
4706  */
4707
4708 /*
4709  * Unregister event and free resources.
4710  *
4711  * Gets called from workqueue.
4712  */
4713 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4714 {
4715         struct mem_cgroup_event *event =
4716                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4717         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4718
4719         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4720
4721         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4722
4723         /* Notify userspace the event is going away. */
4724         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4725
4726         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4727         kfree(event);
4728         css_put(&memcg->css);
4729 }
4730
4731 /*
4732  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4733  *
4734  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4735  */
4736 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4737                             int sync, void *key)
4738 {
4739         struct mem_cgroup_event *event =
4740                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4741         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4742         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4743
4744         if (flags & EPOLLHUP) {
4745                 /*
4746                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4747                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4748                  * for us.
4749                  *
4750                  * We can't race against event freeing since the other
4751                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4752                  * which we hold.
4753                  */
4754                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4755                 if (!list_empty(&event->list)) {
4756                         list_del_init(&event->list);
4757                         /*
4758                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4759                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4760                          */
4761                         schedule_work(&event->remove);
4762                 }
4763                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4764         }
4765
4766         return 0;
4767 }
4768
4769 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4770                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4771 {
4772         struct mem_cgroup_event *event =
4773                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4774
4775         event->wqh = wqh;
4776         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4777 }
4778
4779 /*
4780  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4781  *
4782  * Parse input and register new cgroup event handler.
4783  *
4784  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4785  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4786  */
4787 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4788                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4789 {
4790         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4791         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4792         struct mem_cgroup_event *event;
4793         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4794         unsigned int efd, cfd;
4795         struct fd efile;
4796         struct fd cfile;
4797         const char *name;
4798         char *endp;
4799         int ret;
4800
4801         buf = strstrip(buf);
4802
4803         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4804         if (*endp != ' ')
4805                 return -EINVAL;
4806         buf = endp + 1;
4807
4808         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4809         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4810                 return -EINVAL;
4811         buf = endp + 1;
4812
4813         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4814         if (!event)
4815                 return -ENOMEM;
4816
4817         event->memcg = memcg;
4818         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4819         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4820         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4821         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4822
4823         efile = fdget(efd);
4824         if (!efile.file) {
4825                 ret = -EBADF;
4826                 goto out_kfree;
4827         }
4828
4829         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4830         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4831                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4832                 goto out_put_efile;
4833         }
4834
4835         cfile = fdget(cfd);
4836         if (!cfile.file) {
4837                 ret = -EBADF;
4838                 goto out_put_eventfd;
4839         }
4840
4841         /* the process need read permission on control file */
4842         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4843         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4844         if (ret < 0)
4845                 goto out_put_cfile;
4846
4847         /*
4848          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4849          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4850          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4851          * is for compatibility anyway.
4852          *
4853          * DO NOT ADD NEW FILES.
4854          */
4855         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4856
4857         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4858                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4859                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4860         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4861                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4862                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4863         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4864                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4865                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4866         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4867                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4868                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4869         } else {
4870                 ret = -EINVAL;
4871                 goto out_put_cfile;
4872         }
4873
4874         /*
4875          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4876          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4877          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4878          */
4879         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4880                                                &memory_cgrp_subsys);
4881         ret = -EINVAL;
4882         if (IS_ERR(cfile_css))
4883                 goto out_put_cfile;
4884         if (cfile_css != css) {
4885                 css_put(cfile_css);
4886                 goto out_put_cfile;
4887         }
4888
4889         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4890         if (ret)
4891                 goto out_put_css;
4892
4893         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4894
4895         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4896         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4897         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4898
4899         fdput(cfile);
4900         fdput(efile);
4901
4902         return nbytes;
4903
4904 out_put_css:
4905         css_put(css);
4906 out_put_cfile:
4907         fdput(cfile);
4908 out_put_eventfd:
4909         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4910 out_put_efile:
4911         fdput(efile);
4912 out_kfree:
4913         kfree(event);
4914
4915         return ret;
4916 }
4917
4918 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4919         {
4920                 .name = "usage_in_bytes",
4921                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4922                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4923         },
4924         {
4925                 .name = "max_usage_in_bytes",
4926                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4927                 .write = mem_cgroup_reset,
4928                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4929         },
4930         {
4931                 .name = "limit_in_bytes",
4932                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4933                 .write = mem_cgroup_write,
4934                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4935         },
4936         {
4937                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4938                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4939                 .write = mem_cgroup_write,
4940                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4941         },
4942         {
4943                 .name = "failcnt",
4944                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4945                 .write = mem_cgroup_reset,
4946                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4947         },
4948         {
4949                 .name = "stat",
4950                 .seq_show = memcg_stat_show,
4951         },
4952         {
4953                 .name = "force_empty",
4954                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4955         },
4956         {
4957                 .name = "use_hierarchy",
4958                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4959                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4960         },
4961         {
4962                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4963                 .write = memcg_write_event_control,
4964                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4965         },
4966         {
4967                 .name = "swappiness",
4968                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4969                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4970         },
4971         {
4972                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4973                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4974                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4975         },
4976         {
4977                 .name = "oom_control",
4978                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4979                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4981         },
4982         {
4983                 .name = "pressure_level",
4984         },
4985 #ifdef CONFIG_NUMA
4986         {
4987                 .name = "numa_stat",
4988                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4989         },
4990 #endif
4991         {
4992                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4994                 .write = mem_cgroup_write,
4995                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4996         },
4997         {
4998                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4999                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5000                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5001         },
5002         {
5003                 .name = "kmem.failcnt",
5004                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5005                 .write = mem_cgroup_reset,
5006                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5007         },
5008         {
5009                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5011                 .write = mem_cgroup_reset,
5012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5013         },
5014 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5015         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5016         {
5017                 .name = "kmem.slabinfo",
5018                 .seq_show = memcg_slab_show,
5019         },
5020 #endif
5021         {
5022                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5023                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5024                 .write = mem_cgroup_write,
5025                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5026         },
5027         {
5028                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5030                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5031         },
5032         {
5033                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5035                 .write = mem_cgroup_reset,
5036                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5041                 .write = mem_cgroup_reset,
5042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5043         },
5044         { },    /* terminate */
5045 };
5046
5047 /*
5048  * Private memory cgroup IDR
5049  *
5050  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5051  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5052  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5053  * memory-controlled cgroups to 64k.
5054  *
5055  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5056  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5057  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5058  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5059  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5060  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5061  *
5062  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5063  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5064  * when the CSS is offlined.
5065  *
5066  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5067  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5068  * those references are manageable from userspace.
5069  */
5070
5071 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5072
5073 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5074 {
5075         if (memcg->id.id > 0) {
5076                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5077                 memcg->id.id = 0;
5078         }
5079 }
5080
5081 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5082                                                   unsigned int n)
5083 {
5084         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5085 }
5086
5087 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5088 {
5089         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5090                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5091
5092                 /* Memcg ID pins CSS */
5093                 css_put(&memcg->css);
5094         }
5095 }
5096
5097 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5098 {
5099         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5100 }
5101
5102 /**
5103  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5104  * @id: the memcg id to look up
5105  *
5106  * Caller must hold rcu_read_lock().
5107  */
5108 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5109 {
5110         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5111         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5112 }
5113
5114 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5115 {
5116         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5117         int tmp = node;
5118         /*
5119          * This routine is called against possible nodes.
5120          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5121          *
5122          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5123          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5124          *       function.
5125          */
5126         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5127                 tmp = -1;
5128         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5129         if (!pn)
5130                 return 1;
5131
5132         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5133                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5134         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5135                 kfree(pn);
5136                 return 1;
5137         }
5138
5139         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5140                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5141         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5142                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5143                 kfree(pn);
5144                 return 1;
5145         }
5146
5147         lruvec_init(&pn->lruvec);
5148         pn->usage_in_excess = 0;
5149         pn->on_tree = false;
5150         pn->memcg = memcg;
5151
5152         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5153         return 0;
5154 }
5155
5156 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5157 {
5158         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5159
5160         if (!pn)
5161                 return;
5162
5163         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5164         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5165         kfree(pn);
5166 }
5167
5168 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5169 {
5170         int node;
5171
5172         for_each_node(node)
5173                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5174         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5175         kfree(memcg);
5176 }
5177
5178 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5179 {
5180         int cpu;
5181
5182         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5183         /*
5184          * Flush percpu lruvec stats to guarantee the value
5185          * correctness on parent's and all ancestor levels.
5186          */
5187         for_each_online_cpu(cpu)
5188                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
5189         __mem_cgroup_free(memcg);
5190 }
5191
5192 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5193 {
5194         struct mem_cgroup *memcg;
5195         unsigned int size;
5196         int node;
5197         int __maybe_unused i;
5198         long error = -ENOMEM;
5199
5200         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5201         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5202
5203         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5204         if (!memcg)
5205                 return ERR_PTR(error);
5206
5207         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5208                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5209                                  GFP_KERNEL);
5210         if (memcg->id.id < 0) {
5211                 error = memcg->id.id;
5212                 goto fail;
5213         }
5214
5215         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5216                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5217         if (!memcg->vmstats_percpu)
5218                 goto fail;
5219
5220         for_each_node(node)
5221                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5222                         goto fail;
5223
5224         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5225                 goto fail;
5226
5227         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5228         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5229         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5230         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5231         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5232         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5233         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5234         memcg->socket_pressure = jiffies;
5235 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5236         memcg->kmemcg_id = -1;
5237         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5238 #endif
5239 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5240         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5241         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5242                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5243                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5244 #endif
5245 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5246         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5247         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5248         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5249 #endif
5250         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5251         return memcg;
5252 fail:
5253         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5254         __mem_cgroup_free(memcg);
5255         return ERR_PTR(error);
5256 }
5257
5258 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5259 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5260 {
5261         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5262         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5263         long error = -ENOMEM;
5264
5265         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5266         memcg = mem_cgroup_alloc();
5267         set_active_memcg(old_memcg);
5268         if (IS_ERR(memcg))
5269                 return ERR_CAST(memcg);
5270
5271         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5272         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5273         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5274         if (parent) {
5275                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5276                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5277
5278                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5279                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5280                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5281                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5282         } else {
5283                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5284                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5285                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5286                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5287
5288                 root_mem_cgroup = memcg;
5289                 return &memcg->css;
5290         }
5291
5292         /* The following stuff does not apply to the root */
5293         error = memcg_online_kmem(memcg);
5294         if (error)
5295                 goto fail;
5296
5297         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5298                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5299
5300         return &memcg->css;
5301 fail:
5302         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5303         mem_cgroup_free(memcg);
5304         return ERR_PTR(error);
5305 }
5306
5307 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5308 {
5309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5310
5311         /*
5312          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5313          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5314          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5315          */
5316         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5317                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5318                 return -ENOMEM;
5319         }
5320
5321         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5322         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5323         css_get(css);
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5328 {
5329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5330         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5331
5332         /*
5333          * Unregister events and notify userspace.
5334          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5335          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5336          */
5337         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5338         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5339                 list_del_init(&event->list);
5340                 schedule_work(&event->remove);
5341         }
5342         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5343
5344         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5345         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5346
5347         memcg_offline_kmem(memcg);
5348         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5349         wb_memcg_offline(memcg);
5350
5351         drain_all_stock(memcg);
5352
5353         mem_cgroup_id_put(memcg);
5354 }
5355
5356 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5357 {
5358         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5359
5360         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5361 }
5362
5363 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5364 {
5365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5366         int __maybe_unused i;
5367
5368 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5369         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5370                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5371 #endif
5372         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5373                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5374
5375         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5376                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5377
5378         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5379         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5380         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5381         free_shrinker_info(memcg);
5382         memcg_free_kmem(memcg);
5383         mem_cgroup_free(memcg);
5384 }
5385
5386 /**
5387  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5388  * @css: the target css
5389  *
5390  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5391  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5392  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5393  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5394  * made visible again.
5395  *
5396  * The current implementation only resets the essential configurations.
5397  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5398  */
5399 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5402
5403         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5404         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5405         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5406         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5407         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5408         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5409         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5410         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5411         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5412         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5413 }
5414
5415 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5416 {
5417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5418         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5419         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5420         long delta, v;
5421         int i;
5422
5423         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5424
5425         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5426                 /*
5427                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5428                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5429                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5430                  */
5431                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5432                 if (delta)
5433                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5434
5435                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5436                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5437                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5438                         delta += v - statc->state_prev[i];
5439                         statc->state_prev[i] = v;
5440                 }
5441
5442                 if (!delta)
5443                         continue;
5444
5445                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5446                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5447                 if (parent)
5448                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5449         }
5450
5451         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5452                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5453                 if (delta)
5454                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5455
5456                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5457                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5458                         delta += v - statc->events_prev[i];
5459                         statc->events_prev[i] = v;
5460                 }
5461
5462                 if (!delta)
5463                         continue;
5464
5465                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5466                 if (parent)
5467                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5468         }
5469 }
5470
5471 #ifdef CONFIG_MMU
5472 /* Handlers for move charge at task migration. */
5473 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5474 {
5475         int ret;
5476
5477         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5478         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5479         if (!ret) {
5480                 mc.precharge += count;
5481                 return ret;
5482         }
5483
5484         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5485         while (count--) {
5486                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5487                 if (ret)
5488                         return ret;
5489                 mc.precharge++;
5490                 cond_resched();
5491         }
5492         return 0;
5493 }
5494
5495 union mc_target {
5496         struct page     *page;
5497         swp_entry_t     ent;
5498 };
5499
5500 enum mc_target_type {
5501         MC_TARGET_NONE = 0,
5502         MC_TARGET_PAGE,
5503         MC_TARGET_SWAP,
5504         MC_TARGET_DEVICE,
5505 };
5506
5507 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5508                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5509 {
5510         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5511
5512         if (!page || !page_mapped(page))
5513                 return NULL;
5514         if (PageAnon(page)) {
5515                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5516                         return NULL;
5517         } else {
5518                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5519                         return NULL;
5520         }
5521         if (!get_page_unless_zero(page))
5522                 return NULL;
5523
5524         return page;
5525 }
5526
5527 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5528 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5529                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5530 {
5531         struct page *page = NULL;
5532         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5533
5534         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5535                 return NULL;
5536
5537         /*
5538          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5539          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5540          * as special swap entry in the CPU page table.
5541          */
5542         if (is_device_private_entry(ent)) {
5543                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5544                 /*
5545                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5546                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5547                  */
5548                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5549                         return NULL;
5550                 return page;
5551         }
5552
5553         if (non_swap_entry(ent))
5554                 return NULL;
5555
5556         /*
5557          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5558          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5559          */
5560         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5561         entry->val = ent.val;
5562
5563         return page;
5564 }
5565 #else
5566 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5567                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5568 {
5569         return NULL;
5570 }
5571 #endif
5572
5573 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5574                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5575 {
5576         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5577                 return NULL;
5578         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5579                 return NULL;
5580
5581         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5582         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5583         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5584                         linear_page_index(vma, addr));
5585 }
5586
5587 /**
5588  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5589  * @page: the page
5590  * @compound: charge the page as compound or small page
5591  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5592  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5593  *
5594  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5595  *
5596  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5597  * from old cgroup.
5598  */
5599 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5600                                    bool compound,
5601                                    struct mem_cgroup *from,
5602                                    struct mem_cgroup *to)
5603 {
5604         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5605         struct pglist_data *pgdat;
5606         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5607         int ret;
5608
5609         VM_BUG_ON(from == to);
5610         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5611         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5612
5613         /*
5614          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5615          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5616          */
5617         ret = -EBUSY;
5618         if (!trylock_page(page))
5619                 goto out;
5620
5621         ret = -EINVAL;
5622         if (page_memcg(page) != from)
5623                 goto out_unlock;
5624
5625         pgdat = page_pgdat(page);
5626         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5627         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5628
5629         lock_page_memcg(page);
5630
5631         if (PageAnon(page)) {
5632                 if (page_mapped(page)) {
5633                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5634                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5635                         if (PageTransHuge(page)) {
5636                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5637                                                    -nr_pages);
5638                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5639                                                    nr_pages);
5640                         }
5641                 }
5642         } else {
5643                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5644                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5645
5646                 if (PageSwapBacked(page)) {
5647                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5648                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5649                 }
5650
5651                 if (page_mapped(page)) {
5652                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5653                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5654                 }
5655
5656                 if (PageDirty(page)) {
5657                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5658
5659                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5660                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5661                                                    -nr_pages);
5662                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5663                                                    nr_pages);
5664                         }
5665                 }
5666         }
5667
5668         if (PageWriteback(page)) {
5669                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5670                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5671         }
5672
5673         /*
5674          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5675          *
5676          * It is safe to change page's memcg here because the page
5677          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5678          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5679          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5680          *
5681          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5682          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5683          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5684          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5685          */
5686         smp_mb();
5687
5688         css_get(&to->css);
5689         css_put(&from->css);
5690
5691         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5692
5693         __unlock_page_memcg(from);
5694
5695         ret = 0;
5696
5697         local_irq_disable();
5698         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5699         memcg_check_events(to, page);
5700         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5701         memcg_check_events(from, page);
5702         local_irq_enable();
5703 out_unlock:
5704         unlock_page(page);
5705 out:
5706         return ret;
5707 }
5708
5709 /**
5710  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5711  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5712  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5713  * @ptent: the pte to be checked
5714  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5715  *
5716  * Returns
5717  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5718  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5719  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5720  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5721  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5722  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5723  *     in target->ent.
5724  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5725  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5726  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5727  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5728  *     regular page.
5729  *
5730  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5731  *
5732  * Called with pte lock held.
5733  */
5734
5735 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5736                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5737 {
5738         struct page *page = NULL;
5739         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5740         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5741
5742         if (pte_present(ptent))
5743                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5744         else if (is_swap_pte(ptent))
5745                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5746         else if (pte_none(ptent))
5747                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5748
5749         if (!page && !ent.val)
5750                 return ret;
5751         if (page) {
5752                 /*
5753                  * Do only loose check w/o serialization.
5754                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5755                  * not under LRU exclusion.
5756                  */
5757                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5758                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5759                         if (is_device_private_page(page))
5760                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5761                         if (target)
5762                                 target->page = page;
5763                 }
5764                 if (!ret || !target)
5765                         put_page(page);
5766         }
5767         /*
5768          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5769          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5770          */
5771         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5772             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5773                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5774                 if (target)
5775                         target->ent = ent;
5776         }
5777         return ret;
5778 }
5779
5780 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5781 /*
5782  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5783  * not support them for now.
5784  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5785  */
5786 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5787                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5788 {
5789         struct page *page = NULL;
5790         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5791
5792         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5793                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5794                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5795                 return ret;
5796         }
5797         page = pmd_page(pmd);
5798         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5799         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5800                 return ret;
5801         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5802                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5803                 if (target) {
5804                         get_page(page);
5805                         target->page = page;
5806                 }
5807         }
5808         return ret;
5809 }
5810 #else
5811 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5812                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5813 {
5814         return MC_TARGET_NONE;
5815 }
5816 #endif
5817
5818 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5819                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5820                                         struct mm_walk *walk)
5821 {
5822         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5823         pte_t *pte;
5824         spinlock_t *ptl;
5825
5826         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5827         if (ptl) {
5828                 /*
5829                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5830                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5831                  * this might change.
5832                  */
5833                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5834                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5835                 spin_unlock(ptl);
5836                 return 0;
5837         }
5838
5839         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5840                 return 0;
5841         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5842         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5843                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5844                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5845         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5846         cond_resched();
5847
5848         return 0;
5849 }
5850
5851 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5852         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5853 };
5854
5855 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5856 {
5857         unsigned long precharge;
5858
5859         mmap_read_lock(mm);
5860         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5861         mmap_read_unlock(mm);
5862
5863         precharge = mc.precharge;
5864         mc.precharge = 0;
5865
5866         return precharge;
5867 }
5868
5869 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5870 {
5871         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5872
5873         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5874         mc.moving_task = current;
5875         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5876 }
5877
5878 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5879 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5880 {
5881         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5882         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5883
5884         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5885         if (mc.precharge) {
5886                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5887                 mc.precharge = 0;
5888         }
5889         /*
5890          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5891          * we must uncharge here.
5892          */
5893         if (mc.moved_charge) {
5894                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5895                 mc.moved_charge = 0;
5896         }
5897         /* we must fixup refcnts and charges */
5898         if (mc.moved_swap) {
5899                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5900                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5901                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5902
5903                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5904
5905                 /*
5906                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5907                  * should uncharge to->memory.
5908                  */
5909                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5910                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5911
5912                 mc.moved_swap = 0;
5913         }
5914         memcg_oom_recover(from);
5915         memcg_oom_recover(to);
5916         wake_up_all(&mc.waitq);
5917 }
5918
5919 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5920 {
5921         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5922
5923         /*
5924          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5925          * task migration.
5926          */
5927         mc.moving_task = NULL;
5928         __mem_cgroup_clear_mc();
5929         spin_lock(&mc.lock);
5930         mc.from = NULL;
5931         mc.to = NULL;
5932         mc.mm = NULL;
5933         spin_unlock(&mc.lock);
5934
5935         mmput(mm);
5936 }
5937
5938 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5939 {
5940         struct cgroup_subsys_state *css;
5941         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5942         struct mem_cgroup *from;
5943         struct task_struct *leader, *p;
5944         struct mm_struct *mm;
5945         unsigned long move_flags;
5946         int ret = 0;
5947
5948         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5949         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5950                 return 0;
5951
5952         /*
5953          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5954          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5955          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5956          * multiple.
5957          */
5958         p = NULL;
5959         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5960                 WARN_ON_ONCE(p);
5961                 p = leader;
5962                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5963         }
5964         if (!p)
5965                 return 0;
5966
5967         /*
5968          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5969          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5970          * So we need to save it, and keep it going.
5971          */
5972         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5973         if (!move_flags)
5974                 return 0;
5975
5976         from = mem_cgroup_from_task(p);
5977
5978         VM_BUG_ON(from == memcg);
5979
5980         mm = get_task_mm(p);
5981         if (!mm)
5982                 return 0;
5983         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5984         if (mm->owner == p) {
5985                 VM_BUG_ON(mc.from);
5986                 VM_BUG_ON(mc.to);
5987                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5988                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5989                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5990
5991                 spin_lock(&mc.lock);
5992                 mc.mm = mm;
5993                 mc.from = from;
5994                 mc.to = memcg;
5995                 mc.flags = move_flags;
5996                 spin_unlock(&mc.lock);
5997                 /* We set mc.moving_task later */
5998
5999                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6000                 if (ret)
6001                         mem_cgroup_clear_mc();
6002         } else {
6003                 mmput(mm);
6004         }
6005         return ret;
6006 }
6007
6008 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6009 {
6010         if (mc.to)
6011                 mem_cgroup_clear_mc();
6012 }
6013
6014 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6015                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6016                                 struct mm_walk *walk)
6017 {
6018         int ret = 0;
6019         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6020         pte_t *pte;
6021         spinlock_t *ptl;
6022         enum mc_target_type target_type;
6023         union mc_target target;
6024         struct page *page;
6025
6026         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6027         if (ptl) {
6028                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6029                         spin_unlock(ptl);
6030                         return 0;
6031                 }
6032                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6033                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6034                         page = target.page;
6035                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6036                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6037                                                              mc.from, mc.to)) {
6038                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6039                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6040                                 }
6041                                 putback_lru_page(page);
6042                         }
6043                         put_page(page);
6044                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6045                         page = target.page;
6046                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6047                                                      mc.from, mc.to)) {
6048                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6049                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6050                         }
6051                         put_page(page);
6052                 }
6053                 spin_unlock(ptl);
6054                 return 0;
6055         }
6056
6057         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6058                 return 0;
6059 retry:
6060         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6061         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6062                 pte_t ptent = *(pte++);
6063                 bool device = false;
6064                 swp_entry_t ent;
6065
6066                 if (!mc.precharge)
6067                         break;
6068
6069                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6070                 case MC_TARGET_DEVICE:
6071                         device = true;
6072                         fallthrough;
6073                 case MC_TARGET_PAGE:
6074                         page = target.page;
6075                         /*
6076                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6077                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6078                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6079                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6080                          */
6081                         if (PageTransCompound(page))
6082                                 goto put;
6083                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6084                                 goto put;
6085                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6086                                                 mc.from, mc.to)) {
6087                                 mc.precharge--;
6088                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6089                                 mc.moved_charge++;
6090                         }
6091                         if (!device)
6092                                 putback_lru_page(page);
6093 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6094                         put_page(page);
6095                         break;
6096                 case MC_TARGET_SWAP:
6097                         ent = target.ent;
6098                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6099                                 mc.precharge--;
6100                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6101                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6102                                 mc.moved_swap++;
6103                         }
6104                         break;
6105                 default:
6106                         break;
6107                 }
6108         }
6109         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6110         cond_resched();
6111
6112         if (addr != end) {
6113                 /*
6114                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6115                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6116                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6117                  * phase.
6118                  */
6119                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6120                 if (!ret)
6121                         goto retry;
6122         }
6123
6124         return ret;
6125 }
6126
6127 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6128         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6129 };
6130
6131 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6132 {
6133         lru_add_drain_all();
6134         /*
6135          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6136          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6137          * for already started RCU-only updates to finish.
6138          */
6139         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6140         synchronize_rcu();
6141 retry:
6142         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6143                 /*
6144                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6145                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6146                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6147                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6148                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6149                  */
6150                 __mem_cgroup_clear_mc();
6151                 cond_resched();
6152                 goto retry;
6153         }
6154         /*
6155          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6156          * additional charge, the page walk just aborts.
6157          */
6158         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6159                         NULL);
6160
6161         mmap_read_unlock(mc.mm);
6162         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6163 }
6164
6165 static void mem_cgroup_move_task(void)
6166 {
6167         if (mc.to) {
6168                 mem_cgroup_move_charge();
6169                 mem_cgroup_clear_mc();
6170         }
6171 }
6172 #else   /* !CONFIG_MMU */
6173 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6174 {
6175         return 0;
6176 }
6177 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6178 {
6179 }
6180 static void mem_cgroup_move_task(void)
6181 {
6182 }
6183 #endif
6184
6185 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6186 {
6187         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6188                 seq_puts(m, "max\n");
6189         else
6190                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6191
6192         return 0;
6193 }
6194
6195 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6196                                struct cftype *cft)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6199
6200         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6201 }
6202
6203 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6204 {
6205         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6206                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6207 }
6208
6209 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6210                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6211 {
6212         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6213         unsigned long min;
6214         int err;
6215
6216         buf = strstrip(buf);
6217         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6218         if (err)
6219                 return err;
6220
6221         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6222
6223         return nbytes;
6224 }
6225
6226 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6227 {
6228         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6229                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6230 }
6231
6232 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6233                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6234 {
6235         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6236         unsigned long low;
6237         int err;
6238
6239         buf = strstrip(buf);
6240         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6241         if (err)
6242                 return err;
6243
6244         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6245
6246         return nbytes;
6247 }
6248
6249 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6250 {
6251         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6252                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6253 }
6254
6255 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6256                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6257 {
6258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6259         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6260         bool drained = false;
6261         unsigned long high;
6262         int err;
6263
6264         buf = strstrip(buf);
6265         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6266         if (err)
6267                 return err;
6268
6269         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6270
6271         for (;;) {
6272                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6273                 unsigned long reclaimed;
6274
6275                 if (nr_pages <= high)
6276                         break;
6277
6278                 if (signal_pending(current))
6279                         break;
6280
6281                 if (!drained) {
6282                         drain_all_stock(memcg);
6283                         drained = true;
6284                         continue;
6285                 }
6286
6287                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6288                                                          GFP_KERNEL, true);
6289
6290                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6291                         break;
6292         }
6293
6294         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6295         return nbytes;
6296 }
6297
6298 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6299 {
6300         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6301                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6302 }
6303
6304 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6305                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6306 {
6307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6308         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6309         bool drained = false;
6310         unsigned long max;
6311         int err;
6312
6313         buf = strstrip(buf);
6314         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6315         if (err)
6316                 return err;
6317
6318         xchg(&memcg->memory.max, max);
6319
6320         for (;;) {
6321                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6322
6323                 if (nr_pages <= max)
6324                         break;
6325
6326                 if (signal_pending(current))
6327                         break;
6328
6329                 if (!drained) {
6330                         drain_all_stock(memcg);
6331                         drained = true;
6332                         continue;
6333                 }
6334
6335                 if (nr_reclaims) {
6336                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6337                                                           GFP_KERNEL, true))
6338                                 nr_reclaims--;
6339                         continue;
6340                 }
6341
6342                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6343                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6344                         break;
6345         }
6346
6347         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6348         return nbytes;
6349 }
6350
6351 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6352 {
6353         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6354         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6355         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6356         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6357         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6358                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6359 }
6360
6361 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6362 {
6363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6364
6365         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6366         return 0;
6367 }
6368
6369 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6370 {
6371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6372
6373         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6374         return 0;
6375 }
6376
6377 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6378 {
6379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6380         char *buf;
6381
6382         buf = memory_stat_format(memcg);
6383         if (!buf)
6384                 return -ENOMEM;
6385         seq_puts(m, buf);
6386         kfree(buf);
6387         return 0;
6388 }
6389
6390 #ifdef CONFIG_NUMA
6391 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6392                                                      int item)
6393 {
6394         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6395 }
6396
6397 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6398 {
6399         int i;
6400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6401
6402         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6403                 int nid;
6404
6405                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6406                         continue;
6407
6408                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6409                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6410                         u64 size;
6411                         struct lruvec *lruvec;
6412
6413                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6414                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6415                                                         memory_stats[i].idx);
6416                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6417                 }
6418                 seq_putc(m, '\n');
6419         }
6420
6421         return 0;
6422 }
6423 #endif
6424
6425 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6426 {
6427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6428
6429         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6430
6431         return 0;
6432 }
6433
6434 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6435                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6436 {
6437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6438         int ret, oom_group;
6439
6440         buf = strstrip(buf);
6441         if (!buf)
6442                 return -EINVAL;
6443
6444         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6445         if (ret)
6446                 return ret;
6447
6448         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6449                 return -EINVAL;
6450
6451         memcg->oom_group = oom_group;
6452
6453         return nbytes;
6454 }
6455
6456 static struct cftype memory_files[] = {
6457         {
6458                 .name = "current",
6459                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6460                 .read_u64 = memory_current_read,
6461         },
6462         {
6463                 .name = "min",
6464                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6465                 .seq_show = memory_min_show,
6466                 .write = memory_min_write,
6467         },
6468         {
6469                 .name = "low",
6470                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6471                 .seq_show = memory_low_show,
6472                 .write = memory_low_write,
6473         },
6474         {
6475                 .name = "high",
6476                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6477                 .seq_show = memory_high_show,
6478                 .write = memory_high_write,
6479         },
6480         {
6481                 .name = "max",
6482                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6483                 .seq_show = memory_max_show,
6484                 .write = memory_max_write,
6485         },
6486         {
6487                 .name = "events",
6488                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6489                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6490                 .seq_show = memory_events_show,
6491         },
6492         {
6493                 .name = "events.local",
6494                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6495                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6496                 .seq_show = memory_events_local_show,
6497         },
6498         {
6499                 .name = "stat",
6500                 .seq_show = memory_stat_show,
6501         },
6502 #ifdef CONFIG_NUMA
6503         {
6504                 .name = "numa_stat",
6505                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6506         },
6507 #endif
6508         {
6509                 .name = "oom.group",
6510                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6511                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6512                 .write = memory_oom_group_write,
6513         },
6514         { }     /* terminate */
6515 };
6516
6517 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6518         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6519         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6520         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6521         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6522         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6523         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6524         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6525         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6526         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6527         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6528         .dfl_cftypes = memory_files,
6529         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6530         .early_init = 0,
6531 };
6532
6533 /*
6534  * This function calculates an individual cgroup's effective
6535  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6536  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6537  * distribution in the tree.
6538  *
6539  * The following rules apply to the effective protection values:
6540  *
6541  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6542  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6543  *
6544  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6545  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6546  *    parent's effective protection.
6547  *
6548  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6549  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6550  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6551  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6552  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6553  *
6554  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6555  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6556  *    the unused remainder is available to its siblings.
6557  *
6558  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6559  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6560  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6561  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6562  *
6563  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6564  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6565  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6566  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6567  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6568  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6569  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6570  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6571  *
6572  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6573  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6574  * neighboring subtrees.
6575  */
6576 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6577                                           unsigned long parent_usage,
6578                                           unsigned long setting,
6579                                           unsigned long parent_effective,
6580                                           unsigned long siblings_protected)
6581 {
6582         unsigned long protected;
6583         unsigned long ep;
6584
6585         protected = min(usage, setting);
6586         /*
6587          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6588          * protection then what the parent affords them, distribute
6589          * shares in proportion to utilization.
6590          *
6591          * We are using actual utilization rather than the statically
6592          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6593          * but unused protection is available to siblings that would
6594          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6595          */
6596         if (siblings_protected > parent_effective)
6597                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6598
6599         /*
6600          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6601          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6602          * and utilizes is effectively protected.
6603          *
6604          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6605          * will apply pressure in proportion to that amount.
6606          *
6607          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6608          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6609          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6610          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6611          * protection is always dependent on how memory is actually
6612          * consumed among the siblings anyway.
6613          */
6614         ep = protected;
6615
6616         /*
6617          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6618          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6619          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6620          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6621          * other compete freely over the allowance, but they are
6622          * collectively protected from neighboring trees.
6623          *
6624          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6625          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6626          * the same bytes twice.
6627          *
6628          * Check both usage and parent_usage against the respective
6629          * protected values. One should imply the other, but they
6630          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6631          */
6632         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6633                 return ep;
6634         if (parent_effective > siblings_protected &&
6635             parent_usage > siblings_protected &&
6636             usage > protected) {
6637                 unsigned long unclaimed;
6638
6639                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6640                 unclaimed *= usage - protected;
6641                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6642
6643                 ep += unclaimed;
6644         }
6645
6646         return ep;
6647 }
6648
6649 /**
6650  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6651  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6652  * @memcg: the memory cgroup to check
6653  *
6654  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6655  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6656  */
6657 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6658                                      struct mem_cgroup *memcg)
6659 {
6660         unsigned long usage, parent_usage;
6661         struct mem_cgroup *parent;
6662
6663         if (mem_cgroup_disabled())
6664                 return;
6665
6666         if (!root)
6667                 root = root_mem_cgroup;
6668
6669         /*
6670          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6671          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6672          * details.
6673          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6674          * that special casing.
6675          */
6676         if (memcg == root)
6677                 return;
6678
6679         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6680         if (!usage)
6681                 return;
6682
6683         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6684         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6685         if (!parent)
6686                 return;
6687
6688         if (parent == root) {
6689                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6690                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6691                 return;
6692         }
6693
6694         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6695
6696         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6697                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6698                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6699                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6700
6701         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6702                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6703                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6704                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6705 }
6706
6707 static int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6708                                gfp_t gfp)
6709 {
6710         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6711         int ret;
6712
6713         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6714         if (ret)
6715                 goto out;
6716
6717         css_get(&memcg->css);
6718         commit_charge(page, memcg);
6719
6720         local_irq_disable();
6721         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6722         memcg_check_events(memcg, page);
6723         local_irq_enable();
6724 out:
6725         return ret;
6726 }
6727
6728 /**
6729  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6730  * @page: page to charge
6731  * @mm: mm context of the victim
6732  * @gfp_mask: reclaim mode
6733  *
6734  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6735  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6736  * charge to the active memcg.
6737  *
6738  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6739  *
6740  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6741  */
6742 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6743 {
6744         struct mem_cgroup *memcg;
6745         int ret;
6746
6747         if (mem_cgroup_disabled())
6748                 return 0;
6749
6750         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6751         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp_mask);
6752         css_put(&memcg->css);
6753
6754         return ret;
6755 }
6756
6757 /**
6758  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6759  * @page: page to charge
6760  * @mm: mm context of the victim
6761  * @gfp: reclaim mode
6762  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6763  *
6764  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6765  * adding the page to the swapcache.
6766  *
6767  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6768  */
6769 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6770                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6771 {
6772         struct mem_cgroup *memcg;
6773         unsigned short id;
6774         int ret;
6775
6776         if (mem_cgroup_disabled())
6777                 return 0;
6778
6779         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6780         rcu_read_lock();
6781         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6782         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6783                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6784         rcu_read_unlock();
6785
6786         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp);
6787
6788         css_put(&memcg->css);
6789         return ret;
6790 }
6791
6792 /*
6793  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6794  * @entry: swap entry for which the page is charged
6795  *
6796  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6797  *
6798  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6799  * is order 0 page.
6800  */
6801 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6802 {
6803         /*
6804          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6805          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6806          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6807          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6808          * the entire time.
6809          *
6810          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6811          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6812          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6813          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6814          */
6815         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6816                 /*
6817                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6818                  * let's not wait for it.  The page already received a
6819                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6820                  */
6821                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6822         }
6823 }
6824
6825 struct uncharge_gather {
6826         struct mem_cgroup *memcg;
6827         unsigned long nr_memory;
6828         unsigned long pgpgout;
6829         unsigned long nr_kmem;
6830         struct page *dummy_page;
6831 };
6832
6833 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6834 {
6835         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6836 }
6837
6838 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6839 {
6840         unsigned long flags;
6841
6842         if (ug->nr_memory) {
6843                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6844                 if (do_memsw_account())
6845                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6846                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6847                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6848                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6849         }
6850
6851         local_irq_save(flags);
6852         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6853         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6854         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6855         local_irq_restore(flags);
6856
6857         /* drop reference from uncharge_page */
6858         css_put(&ug->memcg->css);
6859 }
6860
6861 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6862 {
6863         unsigned long nr_pages;
6864         struct mem_cgroup *memcg;
6865         struct obj_cgroup *objcg;
6866         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6867
6868         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6869
6870         /*
6871          * Nobody should be changing or seriously looking at
6872          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6873          * exclusive access to the page.
6874          */
6875         if (use_objcg) {
6876                 objcg = __page_objcg(page);
6877                 /*
6878                  * This get matches the put at the end of the function and
6879                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6880                  */
6881                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6882         } else {
6883                 memcg = __page_memcg(page);
6884         }
6885
6886         if (!memcg)
6887                 return;
6888
6889         if (ug->memcg != memcg) {
6890                 if (ug->memcg) {
6891                         uncharge_batch(ug);
6892                         uncharge_gather_clear(ug);
6893                 }
6894                 ug->memcg = memcg;
6895                 ug->dummy_page = page;
6896
6897                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6898                 css_get(&memcg->css);
6899         }
6900
6901         nr_pages = compound_nr(page);
6902
6903         if (use_objcg) {
6904                 ug->nr_memory += nr_pages;
6905                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6906
6907                 page->memcg_data = 0;
6908                 obj_cgroup_put(objcg);
6909         } else {
6910                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6911                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6912                         ug->nr_memory += nr_pages;
6913                 ug->pgpgout++;
6914
6915                 page->memcg_data = 0;
6916         }
6917
6918         css_put(&memcg->css);
6919 }
6920
6921 /**
6922  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6923  * @page: page to uncharge
6924  *
6925  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6926  */
6927 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6928 {
6929         struct uncharge_gather ug;
6930
6931         if (mem_cgroup_disabled())
6932                 return;
6933
6934         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6935         if (!page_memcg(page))
6936                 return;
6937
6938         uncharge_gather_clear(&ug);
6939         uncharge_page(page, &ug);
6940         uncharge_batch(&ug);
6941 }
6942
6943 /**
6944  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6945  * @page_list: list of pages to uncharge
6946  *
6947  * Uncharge a list of pages previously charged with
6948  * mem_cgroup_charge().
6949  */
6950 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6951 {
6952         struct uncharge_gather ug;
6953         struct page *page;
6954
6955         if (mem_cgroup_disabled())
6956                 return;
6957
6958         uncharge_gather_clear(&ug);
6959         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6960                 uncharge_page(page, &ug);
6961         if (ug.memcg)
6962                 uncharge_batch(&ug);
6963 }
6964
6965 /**
6966  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6967  * @oldpage: currently circulating page
6968  * @newpage: replacement page
6969  *
6970  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6971  * be uncharged upon free.
6972  *
6973  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6974  */
6975 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6976 {
6977         struct mem_cgroup *memcg;
6978         unsigned int nr_pages;
6979         unsigned long flags;
6980
6981         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6982         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6983         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6984         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6985                        newpage);
6986
6987         if (mem_cgroup_disabled())
6988                 return;
6989
6990         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6991         if (page_memcg(newpage))
6992                 return;
6993
6994         memcg = page_memcg(oldpage);
6995         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6996         if (!memcg)
6997                 return;
6998
6999         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7000         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7001
7002         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7003                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7004                 if (do_memsw_account())
7005                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7006         }
7007
7008         css_get(&memcg->css);
7009         commit_charge(newpage, memcg);
7010
7011         local_irq_save(flags);
7012         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7013         memcg_check_events(memcg, newpage);
7014         local_irq_restore(flags);
7015 }
7016
7017 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7018 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7019
7020 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7021 {
7022         struct mem_cgroup *memcg;
7023
7024         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7025                 return;
7026
7027         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7028         if (in_interrupt())
7029                 return;
7030
7031         rcu_read_lock();
7032         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7033         if (memcg == root_mem_cgroup)
7034                 goto out;
7035         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7036                 goto out;
7037         if (css_tryget(&memcg->css))
7038                 sk->sk_memcg = memcg;
7039 out:
7040         rcu_read_unlock();
7041 }
7042
7043 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7044 {
7045         if (sk->sk_memcg)
7046                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7047 }
7048
7049 /**
7050  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7051  * @memcg: memcg to charge
7052  * @nr_pages: number of pages to charge
7053  *
7054  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7055  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7056  */
7057 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7058 {
7059         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7060
7061         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7062                 struct page_counter *fail;
7063
7064                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7065                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7066                         return true;
7067                 }
7068                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7069                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7070                 return false;
7071         }
7072
7073         /* Don't block in the packet receive path */
7074         if (in_softirq())
7075                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7076
7077         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7078
7079         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7080                 return true;
7081
7082         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7083         return false;
7084 }
7085
7086 /**
7087  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7088  * @memcg: memcg to uncharge
7089  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7090  */
7091 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7092 {
7093         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7094                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7095                 return;
7096         }
7097
7098         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7099
7100         refill_stock(memcg, nr_pages);
7101 }
7102
7103 static int __init cgroup_memory(char *s)
7104 {
7105         char *token;
7106
7107         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7108                 if (!*token)
7109                         continue;
7110                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7111                         cgroup_memory_nosocket = true;
7112                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7113                         cgroup_memory_nokmem = true;
7114         }
7115         return 0;
7116 }
7117 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7118
7119 /*
7120  * subsys_initcall() for memory controller.
7121  *
7122  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7123  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7124  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7125  * should be initialized from here.
7126  */
7127 static int __init mem_cgroup_init(void)
7128 {
7129         int cpu, node;
7130
7131         /*
7132          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7133          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7134          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7135          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7136          */
7137         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7138
7139         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7140                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7141
7142         for_each_possible_cpu(cpu)
7143                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7144                           drain_local_stock);
7145
7146         for_each_node(node) {
7147                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7148
7149                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7150                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7151
7152                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7153                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7154                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7155                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7156         }
7157
7158         return 0;
7159 }
7160 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7161
7162 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7163 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7164 {
7165         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7166                 /*
7167                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7168                  * always be >= 1.
7169                  */
7170                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7171                         VM_BUG_ON(1);
7172                         break;
7173                 }
7174                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7175                 if (!memcg)
7176                         memcg = root_mem_cgroup;
7177         }
7178         return memcg;
7179 }
7180
7181 /**
7182  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7183  * @page: page whose memsw charge to transfer
7184  * @entry: swap entry to move the charge to
7185  *
7186  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7187  */
7188 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7189 {
7190         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7191         unsigned int nr_entries;
7192         unsigned short oldid;
7193
7194         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7195         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7196
7197         if (mem_cgroup_disabled())
7198                 return;
7199
7200         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7201                 return;
7202
7203         memcg = page_memcg(page);
7204
7205         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7206         if (!memcg)
7207                 return;
7208
7209         /*
7210          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7211          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7212          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7213          */
7214         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7215         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7216         /* Get references for the tail pages, too */
7217         if (nr_entries > 1)
7218                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7219         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7220                                    nr_entries);
7221         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7222         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7223
7224         page->memcg_data = 0;
7225
7226         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7227                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7228
7229         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7230                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7231                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7232                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7233         }
7234
7235         /*
7236          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7237          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7238          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7239          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7240          */
7241         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7242         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7243         memcg_check_events(memcg, page);
7244
7245         css_put(&memcg->css);
7246 }
7247
7248 /**
7249  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7250  * @page: page being added to swap
7251  * @entry: swap entry to charge
7252  *
7253  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7254  *
7255  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7256  */
7257 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7258 {
7259         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7260         struct page_counter *counter;
7261         struct mem_cgroup *memcg;
7262         unsigned short oldid;
7263
7264         if (mem_cgroup_disabled())
7265                 return 0;
7266
7267         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7268                 return 0;
7269
7270         memcg = page_memcg(page);
7271
7272         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7273         if (!memcg)
7274                 return 0;
7275
7276         if (!entry.val) {
7277                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7278                 return 0;
7279         }
7280
7281         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7282
7283         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7284             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7285                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7286                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7287                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7288                 return -ENOMEM;
7289         }
7290
7291         /* Get references for the tail pages, too */
7292         if (nr_pages > 1)
7293                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7294         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7295         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7296         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7297
7298         return 0;
7299 }
7300
7301 /**
7302  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7303  * @entry: swap entry to uncharge
7304  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7305  */
7306 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7307 {
7308         struct mem_cgroup *memcg;
7309         unsigned short id;
7310
7311         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7312         rcu_read_lock();
7313         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7314         if (memcg) {
7315                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7316                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7317                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7318                         else
7319                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7320                 }
7321                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7322                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7323         }
7324         rcu_read_unlock();
7325 }
7326
7327 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7328 {
7329         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7330
7331         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7332                 return nr_swap_pages;
7333         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7334                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7335                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7336                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7337         return nr_swap_pages;
7338 }
7339
7340 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7341 {
7342         struct mem_cgroup *memcg;
7343
7344         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7345
7346         if (vm_swap_full())
7347                 return true;
7348         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7349                 return false;
7350
7351         memcg = page_memcg(page);
7352         if (!memcg)
7353                 return false;
7354
7355         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7356                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7357
7358                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7359                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7360                         return true;
7361         }
7362
7363         return false;
7364 }
7365
7366 static int __init setup_swap_account(char *s)
7367 {
7368         if (!strcmp(s, "1"))
7369                 cgroup_memory_noswap = false;
7370         else if (!strcmp(s, "0"))
7371                 cgroup_memory_noswap = true;
7372         return 1;
7373 }
7374 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7375
7376 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7377                              struct cftype *cft)
7378 {
7379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7380
7381         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7382 }
7383
7384 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7385 {
7386         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7387                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7388 }
7389
7390 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7391                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7392 {
7393         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7394         unsigned long high;
7395         int err;
7396
7397         buf = strstrip(buf);
7398         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7399         if (err)
7400                 return err;
7401
7402         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7403
7404         return nbytes;
7405 }
7406
7407 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7408 {
7409         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7410                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7411 }
7412
7413 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7414                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7415 {
7416         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7417         unsigned long max;
7418         int err;
7419
7420         buf = strstrip(buf);
7421         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7422         if (err)
7423                 return err;
7424
7425         xchg(&memcg->swap.max, max);
7426
7427         return nbytes;
7428 }
7429
7430 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7431 {
7432         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7433
7434         seq_printf(m, "high %lu\n",
7435                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7436         seq_printf(m, "max %lu\n",
7437                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7438         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7439                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7440
7441         return 0;
7442 }
7443
7444 static struct cftype swap_files[] = {
7445         {
7446                 .name = "swap.current",
7447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7448                 .read_u64 = swap_current_read,
7449         },
7450         {
7451                 .name = "swap.high",
7452                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7453                 .seq_show = swap_high_show,
7454                 .write = swap_high_write,
7455         },
7456         {
7457                 .name = "swap.max",
7458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7459                 .seq_show = swap_max_show,
7460                 .write = swap_max_write,
7461         },
7462         {
7463                 .name = "swap.events",
7464                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7465                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7466                 .seq_show = swap_events_show,
7467         },
7468         { }     /* terminate */
7469 };
7470
7471 static struct cftype memsw_files[] = {
7472         {
7473                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7474                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7475                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7476         },
7477         {
7478                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7479                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7480                 .write = mem_cgroup_reset,
7481                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7482         },
7483         {
7484                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7485                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7486                 .write = mem_cgroup_write,
7487                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7488         },
7489         {
7490                 .name = "memsw.failcnt",
7491                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7492                 .write = mem_cgroup_reset,
7493                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7494         },
7495         { },    /* terminate */
7496 };
7497
7498 /*
7499  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7500  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7501  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7502  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7503  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7504  */
7505 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7506 {
7507         /* No memory control -> no swap control */
7508         if (mem_cgroup_disabled())
7509                 cgroup_memory_noswap = true;
7510
7511         if (cgroup_memory_noswap)
7512                 return 0;
7513
7514         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7515         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7516
7517         return 0;
7518 }
7519 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7520
7521 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */