tools headers UAPI: Sync drm/i915_drm.h with the kernel sources
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
91 #else
92 #define cgroup_memory_noswap            1
93 #endif
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _OOM_TYPE,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218 /* Used for OOM nofiier */
219 #define OOM_CONTROL             (0)
220
221 /*
222  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
223  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
224  * be used for reference counting.
225  */
226 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
227         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
228              iter != NULL;                              \
229              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
230
231 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
235
236 static inline bool should_force_charge(void)
237 {
238         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
239                 (current->flags & PF_EXITING);
240 }
241
242 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
243 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
244 {
245         if (!memcg)
246                 memcg = root_mem_cgroup;
247         return &memcg->vmpressure;
248 }
249
250 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
251 {
252         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
253 }
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 extern spinlock_t css_set_lock;
257
258 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
259 {
260         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
261         struct mem_cgroup *memcg;
262         unsigned int nr_bytes;
263         unsigned int nr_pages;
264         unsigned long flags;
265
266         /*
267          * At this point all allocated objects are freed, and
268          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
269          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
270          *
271          * The following sequence can lead to it:
272          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
273          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
274          *          PAGE_SIZE bytes are charged
275          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
276          *          the stock if flushed,
277          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
278          * 5) CPU0: we do release this object,
279          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
280          * 6) CPU0: stock is flushed,
281          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
282          *
283          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
284          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
285          */
286         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
287         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
288         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
289
290         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
291         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
292         if (nr_pages)
293                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
294         list_del(&objcg->list);
295         mem_cgroup_put(memcg);
296         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
297
298         percpu_ref_exit(ref);
299         kfree_rcu(objcg, rcu);
300 }
301
302 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
303 {
304         struct obj_cgroup *objcg;
305         int ret;
306
307         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
308         if (!objcg)
309                 return NULL;
310
311         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
312                               GFP_KERNEL);
313         if (ret) {
314                 kfree(objcg);
315                 return NULL;
316         }
317         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
318         return objcg;
319 }
320
321 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
322                                   struct mem_cgroup *parent)
323 {
324         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
325
326         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
327
328         spin_lock_irq(&css_set_lock);
329
330         /* Move active objcg to the parent's list */
331         xchg(&objcg->memcg, parent);
332         css_get(&parent->css);
333         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
334
335         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
336         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
337                 css_get(&parent->css);
338                 xchg(&iter->memcg, parent);
339                 css_put(&memcg->css);
340         }
341         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
342
343         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
344
345         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
346 }
347
348 /*
349  * This will be used as a shrinker list's index.
350  * The main reason for not using cgroup id for this:
351  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
352  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
353  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
354  *  200 entry array for that.
355  *
356  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
357  * will double each time we have to increase it.
358  */
359 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
360 int memcg_nr_cache_ids;
361
362 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
363 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
364
365 void memcg_get_cache_ids(void)
366 {
367         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
368 }
369
370 void memcg_put_cache_ids(void)
371 {
372         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 /*
376  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
377  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
378  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
379  * tunable, but that is strictly not necessary.
380  *
381  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
382  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
383  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
384  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
385  * increase ours as well if it increases.
386  */
387 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
388 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
389
390 /*
391  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
392  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
393  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
394  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
395  */
396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
397 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
398 #endif
399
400 static int memcg_shrinker_map_size;
401 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
402
403 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
404 {
405         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
406 }
407
408 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
409                                          int size, int old_size)
410 {
411         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
412         int nid;
413
414         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
415
416         for_each_node(nid) {
417                 old = rcu_dereference_protected(
418                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
419                 /* Not yet online memcg */
420                 if (!old)
421                         return 0;
422
423                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
424                 if (!new)
425                         return -ENOMEM;
426
427                 /* Set all old bits, clear all new bits */
428                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
429                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
430
431                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
432                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
433         }
434
435         return 0;
436 }
437
438 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
439 {
440         struct mem_cgroup_per_node *pn;
441         struct memcg_shrinker_map *map;
442         int nid;
443
444         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
445                 return;
446
447         for_each_node(nid) {
448                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
449                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
450                 if (map)
451                         kvfree(map);
452                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
453         }
454 }
455
456 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
457 {
458         struct memcg_shrinker_map *map;
459         int nid, size, ret = 0;
460
461         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
462                 return 0;
463
464         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
465         size = memcg_shrinker_map_size;
466         for_each_node(nid) {
467                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
468                 if (!map) {
469                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
470                         ret = -ENOMEM;
471                         break;
472                 }
473                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
474         }
475         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
476
477         return ret;
478 }
479
480 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
481 {
482         int size, old_size, ret = 0;
483         struct mem_cgroup *memcg;
484
485         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
486         old_size = memcg_shrinker_map_size;
487         if (size <= old_size)
488                 return 0;
489
490         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
491         if (!root_mem_cgroup)
492                 goto unlock;
493
494         for_each_mem_cgroup(memcg) {
495                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
496                         continue;
497                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
498                 if (ret) {
499                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
500                         goto unlock;
501                 }
502         }
503 unlock:
504         if (!ret)
505                 memcg_shrinker_map_size = size;
506         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
507         return ret;
508 }
509
510 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
511 {
512         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
513                 struct memcg_shrinker_map *map;
514
515                 rcu_read_lock();
516                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
517                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
518                 smp_mb__before_atomic();
519                 set_bit(shrinker_id, map->map);
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523
524 /**
525  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
526  * @page: page of interest
527  *
528  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
529  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
530  * until it is released.
531  *
532  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
533  * is returned.
534  */
535 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
536 {
537         struct mem_cgroup *memcg;
538
539         memcg = page_memcg(page);
540
541         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
542                 memcg = root_mem_cgroup;
543
544         return &memcg->css;
545 }
546
547 /**
548  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
549  * @page: the page
550  *
551  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
552  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
553  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
554  *
555  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
556  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
557  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
558  * do not care (such as procfs interfaces).
559  */
560 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
561 {
562         struct mem_cgroup *memcg;
563         unsigned long ino = 0;
564
565         rcu_read_lock();
566         memcg = page_memcg_check(page);
567
568         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
569                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
570         if (memcg)
571                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
572         rcu_read_unlock();
573         return ino;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_node *
577 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580
581         return memcg->nodeinfo[nid];
582 }
583
584 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
585 soft_limit_tree_node(int nid)
586 {
587         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
596 }
597
598 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
599                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
600                                          unsigned long new_usage_in_excess)
601 {
602         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
603         struct rb_node *parent = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
605         bool rightmost = true;
606
607         if (mz->on_tree)
608                 return;
609
610         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
611         if (!mz->usage_in_excess)
612                 return;
613         while (*p) {
614                 parent = *p;
615                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
616                                         tree_node);
617                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
618                         p = &(*p)->rb_left;
619                         rightmost = false;
620                 } else {
621                         p = &(*p)->rb_right;
622                 }
623         }
624
625         if (rightmost)
626                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
627
628         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
629         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
630         mz->on_tree = true;
631 }
632
633 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
634                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
635 {
636         if (!mz->on_tree)
637                 return;
638
639         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
640                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
641
642         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
643         mz->on_tree = false;
644 }
645
646 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
647                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         unsigned long flags;
650
651         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
652         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
653         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
654 }
655
656 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
657 {
658         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
659         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
660         unsigned long excess = 0;
661
662         if (nr_pages > soft_limit)
663                 excess = nr_pages - soft_limit;
664
665         return excess;
666 }
667
668 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
669 {
670         unsigned long excess;
671         struct mem_cgroup_per_node *mz;
672         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
673
674         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
675         if (!mctz)
676                 return;
677         /*
678          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
679          * because their event counter is not touched.
680          */
681         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
682                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
683                 excess = soft_limit_excess(memcg);
684                 /*
685                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
686                  * mem is over its softlimit.
687                  */
688                 if (excess || mz->on_tree) {
689                         unsigned long flags;
690
691                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
692                         /* if on-tree, remove it */
693                         if (mz->on_tree)
694                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
695                         /*
696                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
697                          * If excess is 0, no tree ops.
698                          */
699                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
700                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
701                 }
702         }
703 }
704
705 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
706 {
707         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
708         struct mem_cgroup_per_node *mz;
709         int nid;
710
711         for_each_node(nid) {
712                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
713                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
714                 if (mctz)
715                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
716         }
717 }
718
719 static struct mem_cgroup_per_node *
720 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
721 {
722         struct mem_cgroup_per_node *mz;
723
724 retry:
725         mz = NULL;
726         if (!mctz->rb_rightmost)
727                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
728
729         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
730                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
731         /*
732          * Remove the node now but someone else can add it back,
733          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
734          * position in the tree.
735          */
736         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
737         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
738             !css_tryget(&mz->memcg->css))
739                 goto retry;
740 done:
741         return mz;
742 }
743
744 static struct mem_cgroup_per_node *
745 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
746 {
747         struct mem_cgroup_per_node *mz;
748
749         spin_lock_irq(&mctz->lock);
750         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
751         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
752         return mz;
753 }
754
755 /**
756  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
757  * @memcg: the memory cgroup
758  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
759  * @val: delta to add to the counter, can be negative
760  */
761 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
762 {
763         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
764
765         if (mem_cgroup_disabled())
766                 return;
767
768         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
769                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
770
771         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
772         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
773                 struct mem_cgroup *mi;
774
775                 /*
776                  * Batch local counters to keep them in sync with
777                  * the hierarchical ones.
778                  */
779                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
780                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
781                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
782                 x = 0;
783         }
784         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_node *
788 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
789 {
790         struct mem_cgroup *parent;
791
792         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
793         if (!parent)
794                 return NULL;
795         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
796 }
797
798 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
799                               int val)
800 {
801         struct mem_cgroup_per_node *pn;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
804
805         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
806         memcg = pn->memcg;
807
808         /* Update memcg */
809         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
810
811         /* Update lruvec */
812         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
813
814         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
815                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
816
817         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
818         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
819                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
820                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
821
822                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
823                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
824                 x = 0;
825         }
826         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
827 }
828
829 /**
830  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
831  * @lruvec: the lruvec
832  * @idx: the stat item
833  * @val: delta to add to the counter, can be negative
834  *
835  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
836  * function updates the all three counters that are affected by a
837  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
838  */
839 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                         int val)
841 {
842         /* Update node */
843         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
844
845         /* Update memcg and lruvec */
846         if (!mem_cgroup_disabled())
847                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
848 }
849
850 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
851                              int val)
852 {
853         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
854         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
855         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
856         struct lruvec *lruvec;
857
858         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
859         if (!memcg) {
860                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
861                 return;
862         }
863
864         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
865         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
868
869 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
870 {
871         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
872         struct mem_cgroup *memcg;
873         struct lruvec *lruvec;
874
875         rcu_read_lock();
876         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
877
878         /*
879          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
880          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
881          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
882          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
883          */
884         if (!memcg) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 /**
894  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
895  * @memcg: the memory cgroup
896  * @idx: the event item
897  * @count: the number of events that occured
898  */
899 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
900                           unsigned long count)
901 {
902         unsigned long x;
903
904         if (mem_cgroup_disabled())
905                 return;
906
907         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
908         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
909                 struct mem_cgroup *mi;
910
911                 /*
912                  * Batch local counters to keep them in sync with
913                  * the hierarchical ones.
914                  */
915                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
916                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
917                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
918                 x = 0;
919         }
920         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
921 }
922
923 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
924 {
925         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
926 }
927
928 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
929 {
930         long x = 0;
931         int cpu;
932
933         for_each_possible_cpu(cpu)
934                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
935         return x;
936 }
937
938 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
939                                          struct page *page,
940                                          int nr_pages)
941 {
942         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
943         if (nr_pages > 0)
944                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
945         else {
946                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
947                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
948         }
949
950         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)(next - val) < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 default:
970                         break;
971                 }
972                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
973                 return true;
974         }
975         return false;
976 }
977
978 /*
979  * Check events in order.
980  *
981  */
982 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
983 {
984         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
985         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
986                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
987                 bool do_softlimit;
988
989                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
991                 mem_cgroup_threshold(memcg);
992                 if (unlikely(do_softlimit))
993                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
994         }
995 }
996
997 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
998 {
999         /*
1000          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1001          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1002          * So this can be called with p == NULL.
1003          */
1004         if (unlikely(!p))
1005                 return NULL;
1006
1007         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1010
1011 /**
1012  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1013  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1014  *
1015  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1016  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1017  * returned.
1018  */
1019 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1020 {
1021         struct mem_cgroup *memcg;
1022
1023         if (mem_cgroup_disabled())
1024                 return NULL;
1025
1026         rcu_read_lock();
1027         do {
1028                 /*
1029                  * Page cache insertions can happen withou an
1030                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1031                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1032                  */
1033                 if (unlikely(!mm))
1034                         memcg = root_mem_cgroup;
1035                 else {
1036                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1037                         if (unlikely(!memcg))
1038                                 memcg = root_mem_cgroup;
1039                 }
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1045
1046 /**
1047  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1048  * @page: page from which memcg should be extracted.
1049  *
1050  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1051  * root_mem_cgroup is returned.
1052  */
1053 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1054 {
1055         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
1056
1057         if (mem_cgroup_disabled())
1058                 return NULL;
1059
1060         rcu_read_lock();
1061         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1062         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1063                 memcg = root_mem_cgroup;
1064         rcu_read_unlock();
1065         return memcg;
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1068
1069 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1070 {
1071         if (in_interrupt())
1072                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1073         else
1074                 return current->active_memcg;
1075 }
1076
1077 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *memcg;
1080
1081         rcu_read_lock();
1082         memcg = active_memcg();
1083         if (memcg) {
1084                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1085                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1086                         memcg = root_mem_cgroup;
1087                 else
1088                         memcg = current->active_memcg;
1089         }
1090         rcu_read_unlock();
1091
1092         return memcg;
1093 }
1094
1095 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1096 {
1097         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1098         if (unlikely(active_memcg()))
1099                 return false;
1100
1101         /* Memcg to charge can't be determined. */
1102         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1103                 return true;
1104
1105         return false;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1110  */
1111 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1112 {
1113         if (memcg_kmem_bypass())
1114                 return NULL;
1115
1116         if (unlikely(active_memcg()))
1117                 return get_active_memcg();
1118
1119         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1124  * @root: hierarchy root
1125  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1126  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1127  *
1128  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1129  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1130  *
1131  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1132  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1133  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1134  *
1135  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1136  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1137  * same node.
1138  */
1139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1140                                    struct mem_cgroup *prev,
1141                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1142 {
1143         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1144         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1145         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1146         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1147
1148         if (mem_cgroup_disabled())
1149                 return NULL;
1150
1151         if (!root)
1152                 root = root_mem_cgroup;
1153
1154         if (prev && !reclaim)
1155                 pos = prev;
1156
1157         rcu_read_lock();
1158
1159         if (reclaim) {
1160                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1161
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1163                 iter = &mz->iter;
1164
1165                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1166                         goto out_unlock;
1167
1168                 while (1) {
1169                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1170                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1171                                 break;
1172                         /*
1173                          * css reference reached zero, so iter->position will
1174                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1175                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1176                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1177                          * might block it. So we clear iter->position right
1178                          * away.
1179                          */
1180                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1181                 }
1182         }
1183
1184         if (pos)
1185                 css = &pos->css;
1186
1187         for (;;) {
1188                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1189                 if (!css) {
1190                         /*
1191                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1192                          * new one might jump in right at the end of
1193                          * the hierarchy - make sure they see at least
1194                          * one group and restart from the beginning.
1195                          */
1196                         if (!prev)
1197                                 continue;
1198                         break;
1199                 }
1200
1201                 /*
1202                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1203                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1204                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1205                  */
1206                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1207
1208                 if (css == &root->css)
1209                         break;
1210
1211                 if (css_tryget(css))
1212                         break;
1213
1214                 memcg = NULL;
1215         }
1216
1217         if (reclaim) {
1218                 /*
1219                  * The position could have already been updated by a competing
1220                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1221                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1222                  */
1223                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1224
1225                 if (pos)
1226                         css_put(&pos->css);
1227
1228                 if (!memcg)
1229                         iter->generation++;
1230                 else if (!prev)
1231                         reclaim->generation = iter->generation;
1232         }
1233
1234 out_unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236         if (prev && prev != root)
1237                 css_put(&prev->css);
1238
1239         return memcg;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1244  * @root: hierarchy root
1245  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1246  */
1247 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1248                            struct mem_cgroup *prev)
1249 {
1250         if (!root)
1251                 root = root_mem_cgroup;
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254 }
1255
1256 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1257                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1258 {
1259         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         int nid;
1262
1263         for_each_node(nid) {
1264                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1265                 iter = &mz->iter;
1266                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1271 {
1272         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1273         struct mem_cgroup *last;
1274
1275         do {
1276                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1277                 last = memcg;
1278         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1279
1280         /*
1281          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1282          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1283          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1284          * dead_memcg from cgroup root separately.
1285          */
1286         if (last != root_mem_cgroup)
1287                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1288                                                 dead_memcg);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1293  * @memcg: hierarchy root
1294  * @fn: function to call for each task
1295  * @arg: argument passed to @fn
1296  *
1297  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1298  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1299  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1300  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1301  *
1302  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1303  */
1304 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1305                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1306 {
1307         struct mem_cgroup *iter;
1308         int ret = 0;
1309
1310         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1311
1312         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1313                 struct css_task_iter it;
1314                 struct task_struct *task;
1315
1316                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1317                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1318                         ret = fn(task, arg);
1319                 css_task_iter_end(&it);
1320                 if (ret) {
1321                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1329 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1330 {
1331         struct mem_cgroup *memcg;
1332
1333         if (mem_cgroup_disabled())
1334                 return;
1335
1336         memcg = page_memcg(page);
1337
1338         if (!memcg)
1339                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1340         else
1341                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1342 }
1343 #endif
1344
1345 /**
1346  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1347  * @page: the page
1348  *
1349  * This series functions should be used in either conditions:
1350  * PageLRU is cleared or unset
1351  * or page->_refcount is zero
1352  * or page is locked.
1353  */
1354 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1355 {
1356         struct lruvec *lruvec;
1357         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1358
1359         rcu_read_lock();
1360         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1361         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1362         rcu_read_unlock();
1363
1364         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1365
1366         return lruvec;
1367 }
1368
1369 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1370 {
1371         struct lruvec *lruvec;
1372         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1373
1374         rcu_read_lock();
1375         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1376         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1377         rcu_read_unlock();
1378
1379         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1380
1381         return lruvec;
1382 }
1383
1384 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1385 {
1386         struct lruvec *lruvec;
1387         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1388
1389         rcu_read_lock();
1390         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1391         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1392         rcu_read_unlock();
1393
1394         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1395
1396         return lruvec;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1401  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1402  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1403  * @zid: zone id of the accounted pages
1404  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1405  *
1406  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1407  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1408  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1409  */
1410 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1411                                 int zid, int nr_pages)
1412 {
1413         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1414         unsigned long *lru_size;
1415         long size;
1416
1417         if (mem_cgroup_disabled())
1418                 return;
1419
1420         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1421         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1422
1423         if (nr_pages < 0)
1424                 *lru_size += nr_pages;
1425
1426         size = *lru_size;
1427         if (WARN_ONCE(size < 0,
1428                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1429                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1430                 VM_BUG_ON(1);
1431                 *lru_size = 0;
1432         }
1433
1434         if (nr_pages > 0)
1435                 *lru_size += nr_pages;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1440  * @memcg: the memory cgroup
1441  *
1442  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1443  * pages.
1444  */
1445 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         unsigned long margin = 0;
1448         unsigned long count;
1449         unsigned long limit;
1450
1451         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1452         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1453         if (count < limit)
1454                 margin = limit - count;
1455
1456         if (do_memsw_account()) {
1457                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1458                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1459                 if (count < limit)
1460                         margin = min(margin, limit - count);
1461                 else
1462                         margin = 0;
1463         }
1464
1465         return margin;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1470  *
1471  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1472  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1473  * caused by "move".
1474  */
1475 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *from;
1478         struct mem_cgroup *to;
1479         bool ret = false;
1480         /*
1481          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1482          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1483          */
1484         spin_lock(&mc.lock);
1485         from = mc.from;
1486         to = mc.to;
1487         if (!from)
1488                 goto unlock;
1489
1490         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1491                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1492 unlock:
1493         spin_unlock(&mc.lock);
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1500                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1501                         DEFINE_WAIT(wait);
1502                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1503                         /* moving charge context might have finished. */
1504                         if (mc.moving_task)
1505                                 schedule();
1506                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1507                         return true;
1508                 }
1509         }
1510         return false;
1511 }
1512
1513 struct memory_stat {
1514         const char *name;
1515         unsigned int ratio;
1516         unsigned int idx;
1517 };
1518
1519 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1520         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1521         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1522         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1523         { "pagetables", PAGE_SIZE, NR_PAGETABLE },
1524         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1525         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1526         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1527         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1528         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1529         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1530 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1531         /*
1532          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1533          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1534          * constant(e.g. powerpc).
1535          */
1536         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1537         { "file_thp", 0, NR_FILE_THPS },
1538         { "shmem_thp", 0, NR_SHMEM_THPS },
1539 #endif
1540         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1541         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1542         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1543         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1544         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1545
1546         /*
1547          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1548          * together and slab_reclaimable must be in front.
1549          */
1550         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1551         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1552
1553         /* The memory events */
1554         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1555         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1556         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1557         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1558         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1559         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1560         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1561 };
1562
1563 static int __init memory_stats_init(void)
1564 {
1565         int i;
1566
1567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1568 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1569                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS ||
1570                     memory_stats[i].idx == NR_FILE_THPS ||
1571                     memory_stats[i].idx == NR_SHMEM_THPS)
1572                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1573 #endif
1574                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1575                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1576         }
1577
1578         return 0;
1579 }
1580 pure_initcall(memory_stats_init);
1581
1582 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         struct seq_buf s;
1585         int i;
1586
1587         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1588         if (!s.buffer)
1589                 return NULL;
1590
1591         /*
1592          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1593          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1594          *
1595          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1596          * 1) generic big picture -> specifics and details
1597          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1598          *
1599          * Current memory state:
1600          */
1601
1602         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1603                 u64 size;
1604
1605                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1606                 size *= memory_stats[i].ratio;
1607                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1608
1609                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1610                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1611                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1612                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1613                 }
1614         }
1615
1616         /* Accumulated memory events */
1617
1618         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1619                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1620         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1621                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1622         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1623                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1624         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1625                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1626                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1627         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1628                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1629                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1630         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1631                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1632         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1633                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1634         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1635                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1636         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1637                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1638
1639 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1640         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1641                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1642         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1643                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1644 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1645
1646         /* The above should easily fit into one page */
1647         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1648
1649         return s.buffer;
1650 }
1651
1652 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1653 /**
1654  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1655  * memory controller.
1656  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1657  * @p: Task that is going to be killed
1658  *
1659  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1660  * enabled
1661  */
1662 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1663 {
1664         rcu_read_lock();
1665
1666         if (memcg) {
1667                 pr_cont(",oom_memcg=");
1668                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1669         } else
1670                 pr_cont(",global_oom");
1671         if (p) {
1672                 pr_cont(",task_memcg=");
1673                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1674         }
1675         rcu_read_unlock();
1676 }
1677
1678 /**
1679  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1680  * memory controller.
1681  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1682  */
1683 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         char *buf;
1686
1687         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1688                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1689                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1691                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1692                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1693                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1694         else {
1695                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1696                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1697                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1698                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1699                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1700                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1701         }
1702
1703         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1704         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1705         pr_cont(":");
1706         buf = memory_stat_format(memcg);
1707         if (!buf)
1708                 return;
1709         pr_info("%s", buf);
1710         kfree(buf);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1715  */
1716 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1717 {
1718         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1719
1720         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1721                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1722                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1723                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1724         } else { /* v1 */
1725                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1726                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1727                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1728
1729                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1730                 }
1731         }
1732         return max;
1733 }
1734
1735 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         return page_counter_read(&memcg->memory);
1738 }
1739
1740 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1741                                      int order)
1742 {
1743         struct oom_control oc = {
1744                 .zonelist = NULL,
1745                 .nodemask = NULL,
1746                 .memcg = memcg,
1747                 .gfp_mask = gfp_mask,
1748                 .order = order,
1749         };
1750         bool ret = true;
1751
1752         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1753                 return true;
1754
1755         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1756                 goto unlock;
1757
1758         /*
1759          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1760          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1761          */
1762         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1763
1764 unlock:
1765         mutex_unlock(&oom_lock);
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1770                                    pg_data_t *pgdat,
1771                                    gfp_t gfp_mask,
1772                                    unsigned long *total_scanned)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1775         int total = 0;
1776         int loop = 0;
1777         unsigned long excess;
1778         unsigned long nr_scanned;
1779         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1780                 .pgdat = pgdat,
1781         };
1782
1783         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1784
1785         while (1) {
1786                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1787                 if (!victim) {
1788                         loop++;
1789                         if (loop >= 2) {
1790                                 /*
1791                                  * If we have not been able to reclaim
1792                                  * anything, it might because there are
1793                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1794                                  */
1795                                 if (!total)
1796                                         break;
1797                                 /*
1798                                  * We want to do more targeted reclaim.
1799                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1800                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1801                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1802                                  */
1803                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1804                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1805                                         break;
1806                         }
1807                         continue;
1808                 }
1809                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1810                                         pgdat, &nr_scanned);
1811                 *total_scanned += nr_scanned;
1812                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1813                         break;
1814         }
1815         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1816         return total;
1817 }
1818
1819 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1820 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1821         .name = "memcg_oom_lock",
1822 };
1823 #endif
1824
1825 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1826
1827 /*
1828  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1829  * If someone is running, return false.
1830  */
1831 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1834
1835         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1838                 if (iter->oom_lock) {
1839                         /*
1840                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1841                          * so we cannot give a lock.
1842                          */
1843                         failed = iter;
1844                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1845                         break;
1846                 } else
1847                         iter->oom_lock = true;
1848         }
1849
1850         if (failed) {
1851                 /*
1852                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1853                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1854                  */
1855                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1856                         if (iter == failed) {
1857                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1858                                 break;
1859                         }
1860                         iter->oom_lock = false;
1861                 }
1862         } else
1863                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1864
1865         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1866
1867         return !failed;
1868 }
1869
1870 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         struct mem_cgroup *iter;
1873
1874         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1875         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1876         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1877                 iter->oom_lock = false;
1878         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1879 }
1880
1881 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1882 {
1883         struct mem_cgroup *iter;
1884
1885         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1886         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1887                 iter->under_oom++;
1888         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1889 }
1890
1891 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1892 {
1893         struct mem_cgroup *iter;
1894
1895         /*
1896          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1897          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1898          */
1899         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1900         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1901                 if (iter->under_oom > 0)
1902                         iter->under_oom--;
1903         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1904 }
1905
1906 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1907
1908 struct oom_wait_info {
1909         struct mem_cgroup *memcg;
1910         wait_queue_entry_t      wait;
1911 };
1912
1913 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1914         unsigned mode, int sync, void *arg)
1915 {
1916         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1917         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1918         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1919
1920         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1921         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1922
1923         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1924             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1925                 return 0;
1926         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1927 }
1928
1929 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         /*
1932          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1933          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1934          * this function is called as a result of userland actions
1935          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1936          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1937          * triggering notification.
1938          */
1939         if (memcg && memcg->under_oom)
1940                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1941 }
1942
1943 enum oom_status {
1944         OOM_SUCCESS,
1945         OOM_FAILED,
1946         OOM_ASYNC,
1947         OOM_SKIPPED
1948 };
1949
1950 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1951 {
1952         enum oom_status ret;
1953         bool locked;
1954
1955         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1956                 return OOM_SKIPPED;
1957
1958         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1959
1960         /*
1961          * We are in the middle of the charge context here, so we
1962          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1963          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1964          *
1965          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1966          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1967          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1968          * released.
1969          *
1970          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1971          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1972          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1973          * invoke the oom killer here.
1974          *
1975          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1976          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1977          */
1978         if (memcg->oom_kill_disable) {
1979                 if (!current->in_user_fault)
1980                         return OOM_SKIPPED;
1981                 css_get(&memcg->css);
1982                 current->memcg_in_oom = memcg;
1983                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1984                 current->memcg_oom_order = order;
1985
1986                 return OOM_ASYNC;
1987         }
1988
1989         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1990
1991         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1992
1993         if (locked)
1994                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1995
1996         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1997         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1998                 ret = OOM_SUCCESS;
1999         else
2000                 ret = OOM_FAILED;
2001
2002         if (locked)
2003                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2004
2005         return ret;
2006 }
2007
2008 /**
2009  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2010  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2011  *
2012  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2013  * handler was enabled.
2014  *
2015  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2016  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2017  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2018  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2019  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2020  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2021  *
2022  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2023  * completed, %false otherwise.
2024  */
2025 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2028         struct oom_wait_info owait;
2029         bool locked;
2030
2031         /* OOM is global, do not handle */
2032         if (!memcg)
2033                 return false;
2034
2035         if (!handle)
2036                 goto cleanup;
2037
2038         owait.memcg = memcg;
2039         owait.wait.flags = 0;
2040         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2041         owait.wait.private = current;
2042         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2043
2044         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2045         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2046
2047         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2048
2049         if (locked)
2050                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2051
2052         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2053                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2054                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2055                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2056                                          current->memcg_oom_order);
2057         } else {
2058                 schedule();
2059                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2060                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2061         }
2062
2063         if (locked) {
2064                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2065                 /*
2066                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2067                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2068                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2069                  */
2070                 memcg_oom_recover(memcg);
2071         }
2072 cleanup:
2073         current->memcg_in_oom = NULL;
2074         css_put(&memcg->css);
2075         return true;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2080  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2081  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2082  *
2083  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2084  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2085  *
2086  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2087  */
2088 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2089                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2090 {
2091         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2092         struct mem_cgroup *memcg;
2093
2094         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (!oom_domain)
2098                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2099
2100         rcu_read_lock();
2101
2102         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2103         if (memcg == root_mem_cgroup)
2104                 goto out;
2105
2106         /*
2107          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2108          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2109          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2110          */
2111         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2112                 goto out;
2113
2114         /*
2115          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2116          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2117          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2118          */
2119         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2120                 if (memcg->oom_group)
2121                         oom_group = memcg;
2122
2123                 if (memcg == oom_domain)
2124                         break;
2125         }
2126
2127         if (oom_group)
2128                 css_get(&oom_group->css);
2129 out:
2130         rcu_read_unlock();
2131
2132         return oom_group;
2133 }
2134
2135 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2136 {
2137         pr_info("Tasks in ");
2138         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2139         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2140 }
2141
2142 /**
2143  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2144  * @page: the page
2145  *
2146  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2147  * another cgroup.
2148  *
2149  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2150  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2151  * when @page might get freed inside the locked section.
2152  */
2153 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2154 {
2155         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2156         struct mem_cgroup *memcg;
2157         unsigned long flags;
2158
2159         /*
2160          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2161          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2162          * because page moving starts with an RCU grace period.
2163          *
2164          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2165          * the page state that is going to change is the only thing
2166          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2167          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2168          * keep off truncation, migration and so forth.
2169          */
2170         rcu_read_lock();
2171
2172         if (mem_cgroup_disabled())
2173                 return NULL;
2174 again:
2175         memcg = page_memcg(head);
2176         if (unlikely(!memcg))
2177                 return NULL;
2178
2179 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2180         local_irq_save(flags);
2181         might_lock(&memcg->move_lock);
2182         local_irq_restore(flags);
2183 #endif
2184
2185         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2186                 return memcg;
2187
2188         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2189         if (memcg != page_memcg(head)) {
2190                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2191                 goto again;
2192         }
2193
2194         /*
2195          * When charge migration first begins, we can have locked and
2196          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2197          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2198          */
2199         memcg->move_lock_task = current;
2200         memcg->move_lock_flags = flags;
2201
2202         return memcg;
2203 }
2204 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2205
2206 /**
2207  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2208  * @memcg: the memcg
2209  *
2210  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2211  */
2212 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2213 {
2214         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2215                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2216
2217                 memcg->move_lock_task = NULL;
2218                 memcg->move_lock_flags = 0;
2219
2220                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2221         }
2222
2223         rcu_read_unlock();
2224 }
2225
2226 /**
2227  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2228  * @page: the page
2229  */
2230 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2231 {
2232         struct page *head = compound_head(page);
2233
2234         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2237
2238 struct memcg_stock_pcp {
2239         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2240         unsigned int nr_pages;
2241
2242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2243         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2244         unsigned int nr_bytes;
2245 #endif
2246
2247         struct work_struct work;
2248         unsigned long flags;
2249 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2250 };
2251 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2252 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2253
2254 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2255 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2256 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2257                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2258
2259 #else
2260 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2261 {
2262 }
2263 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2264                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2265 {
2266         return false;
2267 }
2268 #endif
2269
2270 /**
2271  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2272  * @memcg: memcg to consume from.
2273  * @nr_pages: how many pages to charge.
2274  *
2275  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2276  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2277  * service an allocation will refill the stock.
2278  *
2279  * returns true if successful, false otherwise.
2280  */
2281 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2282 {
2283         struct memcg_stock_pcp *stock;
2284         unsigned long flags;
2285         bool ret = false;
2286
2287         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2288                 return ret;
2289
2290         local_irq_save(flags);
2291
2292         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2293         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2294                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2295                 ret = true;
2296         }
2297
2298         local_irq_restore(flags);
2299
2300         return ret;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2305  */
2306 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2307 {
2308         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2309
2310         if (!old)
2311                 return;
2312
2313         if (stock->nr_pages) {
2314                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2315                 if (do_memsw_account())
2316                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2317                 stock->nr_pages = 0;
2318         }
2319
2320         css_put(&old->css);
2321         stock->cached = NULL;
2322 }
2323
2324 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2325 {
2326         struct memcg_stock_pcp *stock;
2327         unsigned long flags;
2328
2329         /*
2330          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2331          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2332          */
2333         local_irq_save(flags);
2334
2335         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2336         drain_obj_stock(stock);
2337         drain_stock(stock);
2338         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2339
2340         local_irq_restore(flags);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2345  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2346  */
2347 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2348 {
2349         struct memcg_stock_pcp *stock;
2350         unsigned long flags;
2351
2352         local_irq_save(flags);
2353
2354         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2355         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2356                 drain_stock(stock);
2357                 css_get(&memcg->css);
2358                 stock->cached = memcg;
2359         }
2360         stock->nr_pages += nr_pages;
2361
2362         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2363                 drain_stock(stock);
2364
2365         local_irq_restore(flags);
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2370  * of the hierarchy under it.
2371  */
2372 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2373 {
2374         int cpu, curcpu;
2375
2376         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2377         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2378                 return;
2379         /*
2380          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2381          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2382          * as well as workers from this path always operate on the local
2383          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2384          */
2385         curcpu = get_cpu();
2386         for_each_online_cpu(cpu) {
2387                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2388                 struct mem_cgroup *memcg;
2389                 bool flush = false;
2390
2391                 rcu_read_lock();
2392                 memcg = stock->cached;
2393                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2394                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2395                         flush = true;
2396                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2397                         flush = true;
2398                 rcu_read_unlock();
2399
2400                 if (flush &&
2401                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2402                         if (cpu == curcpu)
2403                                 drain_local_stock(&stock->work);
2404                         else
2405                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2406                 }
2407         }
2408         put_cpu();
2409         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2410 }
2411
2412 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2413 {
2414         struct memcg_stock_pcp *stock;
2415         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2416
2417         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2418         drain_stock(stock);
2419
2420         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2421                 int i;
2422
2423                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2424                         int nid;
2425                         long x;
2426
2427                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2428                         if (x)
2429                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2430                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2431
2432                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2433                                 continue;
2434
2435                         for_each_node(nid) {
2436                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2437
2438                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2439                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2440                                 if (x)
2441                                         do {
2442                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2443                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2448                         long x;
2449
2450                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2451                         if (x)
2452                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2453                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2454                 }
2455         }
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                   unsigned int nr_pages,
2462                                   gfp_t gfp_mask)
2463 {
2464         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2465
2466         do {
2467                 unsigned long pflags;
2468
2469                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2470                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2471                         continue;
2472
2473                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2474
2475                 psi_memstall_enter(&pflags);
2476                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2477                                                              gfp_mask, true);
2478                 psi_memstall_leave(&pflags);
2479         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2480                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2481
2482         return nr_reclaimed;
2483 }
2484
2485 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2486 {
2487         struct mem_cgroup *memcg;
2488
2489         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2490         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2495  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2496  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2497  */
2498 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2499
2500 /*
2501  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2502  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2503  * below.
2504  *
2505  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2506  *   overage ratio to a delay.
2507  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2508  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2509  *   to produce a reasonable delay curve.
2510  *
2511  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2512  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2513  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2514  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2515  * example, with a high of 100 megabytes:
2516  *
2517  *  +-------+------------------------+
2518  *  | usage | time to allocate in ms |
2519  *  +-------+------------------------+
2520  *  | 100M  |                      0 |
2521  *  | 101M  |                      6 |
2522  *  | 102M  |                     25 |
2523  *  | 103M  |                     57 |
2524  *  | 104M  |                    102 |
2525  *  | 105M  |                    159 |
2526  *  | 106M  |                    230 |
2527  *  | 107M  |                    313 |
2528  *  | 108M  |                    409 |
2529  *  | 109M  |                    518 |
2530  *  | 110M  |                    639 |
2531  *  | 111M  |                    774 |
2532  *  | 112M  |                    921 |
2533  *  | 113M  |                   1081 |
2534  *  | 114M  |                   1254 |
2535  *  | 115M  |                   1439 |
2536  *  | 116M  |                   1638 |
2537  *  | 117M  |                   1849 |
2538  *  | 118M  |                   2000 |
2539  *  | 119M  |                   2000 |
2540  *  | 120M  |                   2000 |
2541  *  +-------+------------------------+
2542  */
2543  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2544  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2545
2546 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2547 {
2548         u64 overage;
2549
2550         if (usage <= high)
2551                 return 0;
2552
2553         /*
2554          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2555          * it was a threshold of 1 page
2556          */
2557         high = max(high, 1UL);
2558
2559         overage = usage - high;
2560         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2561         return div64_u64(overage, high);
2562 }
2563
2564 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         u64 overage, max_overage = 0;
2567
2568         do {
2569                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2570                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2571                 max_overage = max(overage, max_overage);
2572         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2573                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2574
2575         return max_overage;
2576 }
2577
2578 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2579 {
2580         u64 overage, max_overage = 0;
2581
2582         do {
2583                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2584                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2585                 if (overage)
2586                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2587                 max_overage = max(overage, max_overage);
2588         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2589                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2590
2591         return max_overage;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2596  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2597  */
2598 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2599                                           unsigned int nr_pages,
2600                                           u64 max_overage)
2601 {
2602         unsigned long penalty_jiffies;
2603
2604         if (!max_overage)
2605                 return 0;
2606
2607         /*
2608          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2609          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2610          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2611          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2612          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2613          * overage amount.
2614          */
2615         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2616         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2617         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2618
2619         /*
2620          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2621          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2622          * 4N-sized allocation.
2623          *
2624          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2625          * larger the current charge patch is than that.
2626          */
2627         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2632  * and reclaims memory over the high limit.
2633  */
2634 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2635 {
2636         unsigned long penalty_jiffies;
2637         unsigned long pflags;
2638         unsigned long nr_reclaimed;
2639         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2640         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2641         struct mem_cgroup *memcg;
2642         bool in_retry = false;
2643
2644         if (likely(!nr_pages))
2645                 return;
2646
2647         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2648         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2649
2650 retry_reclaim:
2651         /*
2652          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2653          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2654          * or breaching resource isolation.
2655          *
2656          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2657          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2658          * allocator run every time an allocation is made.
2659          */
2660         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2661                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2662                                     GFP_KERNEL);
2663
2664         /*
2665          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2666          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2667          */
2668         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2669                                                mem_find_max_overage(memcg));
2670
2671         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2672                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2673
2674         /*
2675          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2676          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2677          * extremely slowly.
2678          */
2679         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2680
2681         /*
2682          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2683          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2684          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2685          * been aggressively reclaimed enough yet.
2686          */
2687         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2688                 goto out;
2689
2690         /*
2691          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2692          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2693          * throttling.
2694          */
2695         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2696                 in_retry = true;
2697                 goto retry_reclaim;
2698         }
2699
2700         /*
2701          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2702          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2703          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2704          */
2705         psi_memstall_enter(&pflags);
2706         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2707         psi_memstall_leave(&pflags);
2708
2709 out:
2710         css_put(&memcg->css);
2711 }
2712
2713 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2714                       unsigned int nr_pages)
2715 {
2716         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2717         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2718         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2719         struct page_counter *counter;
2720         enum oom_status oom_status;
2721         unsigned long nr_reclaimed;
2722         bool may_swap = true;
2723         bool drained = false;
2724         unsigned long pflags;
2725
2726         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2727                 return 0;
2728 retry:
2729         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2730                 return 0;
2731
2732         if (!do_memsw_account() ||
2733             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2734                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2735                         goto done_restock;
2736                 if (do_memsw_account())
2737                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2738                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2739         } else {
2740                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2741                 may_swap = false;
2742         }
2743
2744         if (batch > nr_pages) {
2745                 batch = nr_pages;
2746                 goto retry;
2747         }
2748
2749         /*
2750          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2751          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2752          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2753          * and let these go through as privileged allocations.
2754          */
2755         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2756                 goto force;
2757
2758         /*
2759          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2760          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2761          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2762          * free their memory.
2763          */
2764         if (unlikely(should_force_charge()))
2765                 goto force;
2766
2767         /*
2768          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2769          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2770          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2771          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2772          */
2773         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2774                 goto force;
2775
2776         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2777                 goto nomem;
2778
2779         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2780                 goto nomem;
2781
2782         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2783
2784         psi_memstall_enter(&pflags);
2785         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2786                                                     gfp_mask, may_swap);
2787         psi_memstall_leave(&pflags);
2788
2789         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2790                 goto retry;
2791
2792         if (!drained) {
2793                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2794                 drained = true;
2795                 goto retry;
2796         }
2797
2798         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2799                 goto nomem;
2800         /*
2801          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2802          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2803          * before killing the task.
2804          *
2805          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2806          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2807          * to regular pages anyway in case of failure.
2808          */
2809         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2810                 goto retry;
2811         /*
2812          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2813          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2814          */
2815         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2816                 goto retry;
2817
2818         if (nr_retries--)
2819                 goto retry;
2820
2821         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2822                 goto nomem;
2823
2824         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2825                 goto force;
2826
2827         if (fatal_signal_pending(current))
2828                 goto force;
2829
2830         /*
2831          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2832          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2833          * couldn't make any progress.
2834          */
2835         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2836                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2837         switch (oom_status) {
2838         case OOM_SUCCESS:
2839                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2840                 goto retry;
2841         case OOM_FAILED:
2842                 goto force;
2843         default:
2844                 goto nomem;
2845         }
2846 nomem:
2847         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2848                 return -ENOMEM;
2849 force:
2850         /*
2851          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2852          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2853          * temporarily by force charging it.
2854          */
2855         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2856         if (do_memsw_account())
2857                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2858
2859         return 0;
2860
2861 done_restock:
2862         if (batch > nr_pages)
2863                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2864
2865         /*
2866          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2867          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2868          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2869          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2870          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2871          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2872          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2873          */
2874         do {
2875                 bool mem_high, swap_high;
2876
2877                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2878                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2879                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2880                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2881
2882                 /* Don't bother a random interrupted task */
2883                 if (in_interrupt()) {
2884                         if (mem_high) {
2885                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2886                                 break;
2887                         }
2888                         continue;
2889                 }
2890
2891                 if (mem_high || swap_high) {
2892                         /*
2893                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2894                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2895                          * of the memory or swap footprints.
2896                          *
2897                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2898                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2899                          * based on how much each task is actually allocating.
2900                          */
2901                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2902                         set_notify_resume(current);
2903                         break;
2904                 }
2905         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2906
2907         return 0;
2908 }
2909
2910 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2911 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2912 {
2913         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2914                 return;
2915
2916         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2917         if (do_memsw_account())
2918                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2919 }
2920 #endif
2921
2922 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2925         /*
2926          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2927          *
2928          * - the page lock
2929          * - LRU isolation
2930          * - lock_page_memcg()
2931          * - exclusive reference
2932          */
2933         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2934 }
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2938                                  gfp_t gfp)
2939 {
2940         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2941         void *vec;
2942
2943         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2944                            page_to_nid(page));
2945         if (!vec)
2946                 return -ENOMEM;
2947
2948         if (!set_page_objcgs(page, vec))
2949                 kfree(vec);
2950         else
2951                 kmemleak_not_leak(vec);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2958  *
2959  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2960  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2961  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2962  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2963  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2964  *
2965  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2966  * cgroup_mutex, etc.
2967  */
2968 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2969 {
2970         struct page *page;
2971
2972         if (mem_cgroup_disabled())
2973                 return NULL;
2974
2975         page = virt_to_head_page(p);
2976
2977         /*
2978          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2979          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2980          * the page->obj_cgroups.
2981          */
2982         if (page_objcgs_check(page)) {
2983                 struct obj_cgroup *objcg;
2984                 unsigned int off;
2985
2986                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2987                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2988                 if (objcg)
2989                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2990
2991                 return NULL;
2992         }
2993
2994         /*
2995          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2996          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2997          * at that moment, but it can be set concurrently.
2998          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2999          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3000          */
3001         return page_memcg_check(page);
3002 }
3003
3004 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
3005 {
3006         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3007         struct mem_cgroup *memcg;
3008
3009         if (memcg_kmem_bypass())
3010                 return NULL;
3011
3012         rcu_read_lock();
3013         if (unlikely(active_memcg()))
3014                 memcg = active_memcg();
3015         else
3016                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3017
3018         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3019                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3020                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3021                         break;
3022                 objcg = NULL;
3023         }
3024         rcu_read_unlock();
3025
3026         return objcg;
3027 }
3028
3029 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3030 {
3031         int id, size;
3032         int err;
3033
3034         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3035                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3036         if (id < 0)
3037                 return id;
3038
3039         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3040                 return id;
3041
3042         /*
3043          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3044          * so we have to grow them.
3045          */
3046         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3047
3048         size = 2 * (id + 1);
3049         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3050                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3051         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3052                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3053
3054         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3055         if (!err)
3056                 memcg_nr_cache_ids = size;
3057
3058         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3059
3060         if (err) {
3061                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3062                 return err;
3063         }
3064         return id;
3065 }
3066
3067 static void memcg_free_cache_id(int id)
3068 {
3069         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3070 }
3071
3072 /**
3073  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3074  * @memcg: memory cgroup to charge
3075  * @gfp: reclaim mode
3076  * @nr_pages: number of pages to charge
3077  *
3078  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3079  */
3080 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3081                         unsigned int nr_pages)
3082 {
3083         struct page_counter *counter;
3084         int ret;
3085
3086         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3087         if (ret)
3088                 return ret;
3089
3090         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3091             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3092
3093                 /*
3094                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3095                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3096                  * handling code.
3097                  */
3098                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3099                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3100                         return 0;
3101                 }
3102                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3103                 return -ENOMEM;
3104         }
3105         return 0;
3106 }
3107
3108 /**
3109  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3110  * @memcg: memcg to uncharge
3111  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3112  */
3113 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3114 {
3115         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3116                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3117
3118         refill_stock(memcg, nr_pages);
3119 }
3120
3121 /**
3122  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3123  * @page: page to charge
3124  * @gfp: reclaim mode
3125  * @order: allocation order
3126  *
3127  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3128  */
3129 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3130 {
3131         struct mem_cgroup *memcg;
3132         int ret = 0;
3133
3134         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3135         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3136                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3137                 if (!ret) {
3138                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3139                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3140                         return 0;
3141                 }
3142                 css_put(&memcg->css);
3143         }
3144         return ret;
3145 }
3146
3147 /**
3148  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3149  * @page: page to uncharge
3150  * @order: allocation order
3151  */
3152 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3153 {
3154         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3155         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3156
3157         if (!memcg)
3158                 return;
3159
3160         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3161         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3162         page->memcg_data = 0;
3163         css_put(&memcg->css);
3164 }
3165
3166 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3167 {
3168         struct memcg_stock_pcp *stock;
3169         unsigned long flags;
3170         bool ret = false;
3171
3172         local_irq_save(flags);
3173
3174         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3175         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3176                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3177                 ret = true;
3178         }
3179
3180         local_irq_restore(flags);
3181
3182         return ret;
3183 }
3184
3185 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3186 {
3187         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3188
3189         if (!old)
3190                 return;
3191
3192         if (stock->nr_bytes) {
3193                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3194                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3195
3196                 if (nr_pages) {
3197                         rcu_read_lock();
3198                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3199                         rcu_read_unlock();
3200                 }
3201
3202                 /*
3203                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3204                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3205                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3206                  * refill_obj_stock().
3207                  *
3208                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3209                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3210                  * so it might be changed in the future.
3211                  */
3212                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3213                 stock->nr_bytes = 0;
3214         }
3215
3216         obj_cgroup_put(old);
3217         stock->cached_objcg = NULL;
3218 }
3219
3220 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3221                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3222 {
3223         struct mem_cgroup *memcg;
3224
3225         if (stock->cached_objcg) {
3226                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->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 {
3236         struct memcg_stock_pcp *stock;
3237         unsigned long flags;
3238
3239         local_irq_save(flags);
3240
3241         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3242         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3243                 drain_obj_stock(stock);
3244                 obj_cgroup_get(objcg);
3245                 stock->cached_objcg = objcg;
3246                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3247         }
3248         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3249
3250         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3251                 drain_obj_stock(stock);
3252
3253         local_irq_restore(flags);
3254 }
3255
3256 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3257 {
3258         struct mem_cgroup *memcg;
3259         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3260         int ret;
3261
3262         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3263                 return 0;
3264
3265         /*
3266          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3267          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3268          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3269          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3270          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3271          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3272          * refill_obj_stock(), called from this function or
3273          * independently later.
3274          */
3275         rcu_read_lock();
3276 retry:
3277         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3278         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3279                 goto retry;
3280         rcu_read_unlock();
3281
3282         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3283         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3284
3285         if (nr_bytes)
3286                 nr_pages += 1;
3287
3288         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3289         if (!ret && nr_bytes)
3290                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3291
3292         css_put(&memcg->css);
3293         return ret;
3294 }
3295
3296 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3297 {
3298         refill_obj_stock(objcg, size);
3299 }
3300
3301 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3302
3303 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3304 /*
3305  * Because page_memcg(head) is not set on compound tails, set it now.
3306  */
3307 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3308 {
3309         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3310         int i;
3311
3312         if (mem_cgroup_disabled())
3313                 return;
3314
3315         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3316                 css_get(&memcg->css);
3317                 head[i].memcg_data = (unsigned long)memcg;
3318         }
3319 }
3320 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3321
3322 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3323 /**
3324  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3325  * @entry: swap entry to be moved
3326  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3327  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3328  *
3329  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3330  * as the mem_cgroup's id of @from.
3331  *
3332  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3333  *
3334  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3335  * both res and memsw, and called css_get().
3336  */
3337 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3338                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3339 {
3340         unsigned short old_id, new_id;
3341
3342         old_id = mem_cgroup_id(from);
3343         new_id = mem_cgroup_id(to);
3344
3345         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3346                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3347                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3348                 return 0;
3349         }
3350         return -EINVAL;
3351 }
3352 #else
3353 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3354                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3355 {
3356         return -EINVAL;
3357 }
3358 #endif
3359
3360 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3361
3362 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3363                                  unsigned long max, bool memsw)
3364 {
3365         bool enlarge = false;
3366         bool drained = false;
3367         int ret;
3368         bool limits_invariant;
3369         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3370
3371         do {
3372                 if (signal_pending(current)) {
3373                         ret = -EINTR;
3374                         break;
3375                 }
3376
3377                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3378                 /*
3379                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3380                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3381                  */
3382                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3383                                            max <= memcg->memsw.max;
3384                 if (!limits_invariant) {
3385                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3386                         ret = -EINVAL;
3387                         break;
3388                 }
3389                 if (max > counter->max)
3390                         enlarge = true;
3391                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3392                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3393
3394                 if (!ret)
3395                         break;
3396
3397                 if (!drained) {
3398                         drain_all_stock(memcg);
3399                         drained = true;
3400                         continue;
3401                 }
3402
3403                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3404                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3405                         ret = -EBUSY;
3406                         break;
3407                 }
3408         } while (true);
3409
3410         if (!ret && enlarge)
3411                 memcg_oom_recover(memcg);
3412
3413         return ret;
3414 }
3415
3416 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3417                                             gfp_t gfp_mask,
3418                                             unsigned long *total_scanned)
3419 {
3420         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3421         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3422         unsigned long reclaimed;
3423         int loop = 0;
3424         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3425         unsigned long excess;
3426         unsigned long nr_scanned;
3427
3428         if (order > 0)
3429                 return 0;
3430
3431         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3432
3433         /*
3434          * Do not even bother to check the largest node if the root
3435          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3436          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3437          */
3438         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3439                 return 0;
3440
3441         /*
3442          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3443          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3444          * pressure
3445          */
3446         do {
3447                 if (next_mz)
3448                         mz = next_mz;
3449                 else
3450                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3451                 if (!mz)
3452                         break;
3453
3454                 nr_scanned = 0;
3455                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3456                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3457                 nr_reclaimed += reclaimed;
3458                 *total_scanned += nr_scanned;
3459                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3460                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3461
3462                 /*
3463                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3464                  * it is time to move on to the next cgroup
3465                  */
3466                 next_mz = NULL;
3467                 if (!reclaimed)
3468                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3469
3470                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3471                 /*
3472                  * One school of thought says that we should not add
3473                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3474                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3475                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3476                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3477                  * term TODO.
3478                  */
3479                 /* If excess == 0, no tree ops */
3480                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3481                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3482                 css_put(&mz->memcg->css);
3483                 loop++;
3484                 /*
3485                  * Could not reclaim anything and there are no more
3486                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3487                  * reclaiming anything.
3488                  */
3489                 if (!nr_reclaimed &&
3490                         (next_mz == NULL ||
3491                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3492                         break;
3493         } while (!nr_reclaimed);
3494         if (next_mz)
3495                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3496         return nr_reclaimed;
3497 }
3498
3499 /*
3500  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3501  *
3502  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3503  */
3504 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3505 {
3506         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3507
3508         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3509         lru_add_drain_all();
3510
3511         drain_all_stock(memcg);
3512
3513         /* try to free all pages in this cgroup */
3514         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3515                 int progress;
3516
3517                 if (signal_pending(current))
3518                         return -EINTR;
3519
3520                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3521                                                         GFP_KERNEL, true);
3522                 if (!progress) {
3523                         nr_retries--;
3524                         /* maybe some writeback is necessary */
3525                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3526                 }
3527
3528         }
3529
3530         return 0;
3531 }
3532
3533 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3534                                             char *buf, size_t nbytes,
3535                                             loff_t off)
3536 {
3537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3538
3539         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3540                 return -EINVAL;
3541         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3542 }
3543
3544 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3545                                      struct cftype *cft)
3546 {
3547         return 1;
3548 }
3549
3550 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3551                                       struct cftype *cft, u64 val)
3552 {
3553         if (val == 1)
3554                 return 0;
3555
3556         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3557                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3558                      "depend on this functionality.\n");
3559
3560         return -EINVAL;
3561 }
3562
3563 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3564 {
3565         unsigned long val;
3566
3567         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3568                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3569                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3570                 if (swap)
3571                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3572         } else {
3573                 if (!swap)
3574                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3575                 else
3576                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3577         }
3578         return val;
3579 }
3580
3581 enum {
3582         RES_USAGE,
3583         RES_LIMIT,
3584         RES_MAX_USAGE,
3585         RES_FAILCNT,
3586         RES_SOFT_LIMIT,
3587 };
3588
3589 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3590                                struct cftype *cft)
3591 {
3592         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3593         struct page_counter *counter;
3594
3595         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3596         case _MEM:
3597                 counter = &memcg->memory;
3598                 break;
3599         case _MEMSWAP:
3600                 counter = &memcg->memsw;
3601                 break;
3602         case _KMEM:
3603                 counter = &memcg->kmem;
3604                 break;
3605         case _TCP:
3606                 counter = &memcg->tcpmem;
3607                 break;
3608         default:
3609                 BUG();
3610         }
3611
3612         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3613         case RES_USAGE:
3614                 if (counter == &memcg->memory)
3615                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3616                 if (counter == &memcg->memsw)
3617                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3618                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3619         case RES_LIMIT:
3620                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3621         case RES_MAX_USAGE:
3622                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3623         case RES_FAILCNT:
3624                 return counter->failcnt;
3625         case RES_SOFT_LIMIT:
3626                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3627         default:
3628                 BUG();
3629         }
3630 }
3631
3632 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3633 {
3634         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3635         struct mem_cgroup *mi;
3636         int node, cpu, i;
3637
3638         for_each_online_cpu(cpu)
3639                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3640                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3641
3642         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3643                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3644                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3645
3646         for_each_node(node) {
3647                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3648                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3649
3650                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3651                         stat[i] = 0;
3652
3653                 for_each_online_cpu(cpu)
3654                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3655                                 stat[i] += per_cpu(
3656                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3657
3658                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3659                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3660                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3661         }
3662 }
3663
3664 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3665 {
3666         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3667         struct mem_cgroup *mi;
3668         int cpu, i;
3669
3670         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3671                 events[i] = 0;
3672
3673         for_each_online_cpu(cpu)
3674                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3675                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3676                                              cpu);
3677
3678         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3679                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3680                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3681 }
3682
3683 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3684 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686         struct obj_cgroup *objcg;
3687         int memcg_id;
3688
3689         if (cgroup_memory_nokmem)
3690                 return 0;
3691
3692         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3693         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3694
3695         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3696         if (memcg_id < 0)
3697                 return memcg_id;
3698
3699         objcg = obj_cgroup_alloc();
3700         if (!objcg) {
3701                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3702                 return -ENOMEM;
3703         }
3704         objcg->memcg = memcg;
3705         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3706
3707         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3708
3709         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3710         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3711
3712         return 0;
3713 }
3714
3715 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3716 {
3717         struct cgroup_subsys_state *css;
3718         struct mem_cgroup *parent, *child;
3719         int kmemcg_id;
3720
3721         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3722                 return;
3723
3724         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3725
3726         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3727         if (!parent)
3728                 parent = root_mem_cgroup;
3729
3730         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3731
3732         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3733         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3734
3735         /*
3736          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3737          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3738          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3739          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3740          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3741          * memcg_drain_all_list_lrus().
3742          */
3743         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3744         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3745                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3746                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3747                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3748         }
3749         rcu_read_unlock();
3750
3751         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3752
3753         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3754 }
3755
3756 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3757 {
3758         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3759         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3760                 memcg_offline_kmem(memcg);
3761 }
3762 #else
3763 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3764 {
3765         return 0;
3766 }
3767 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3768 {
3769 }
3770 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3771 {
3772 }
3773 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3774
3775 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3776                                  unsigned long max)
3777 {
3778         int ret;
3779
3780         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3781         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3782         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3783         return ret;
3784 }
3785
3786 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3787 {
3788         int ret;
3789
3790         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3791
3792         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3793         if (ret)
3794                 goto out;
3795
3796         if (!memcg->tcpmem_active) {
3797                 /*
3798                  * The active flag needs to be written after the static_key
3799                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3800                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3801                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3802                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3803                  *
3804                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3805                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3806                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3807                  * yet, we'll lose accounting.
3808                  *
3809                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3810                  * because when this value change, the code to process it is not
3811                  * patched in yet.
3812                  */
3813                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3814                 memcg->tcpmem_active = true;
3815         }
3816 out:
3817         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3818         return ret;
3819 }
3820
3821 /*
3822  * The user of this function is...
3823  * RES_LIMIT.
3824  */
3825 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3826                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3827 {
3828         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3829         unsigned long nr_pages;
3830         int ret;
3831
3832         buf = strstrip(buf);
3833         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3834         if (ret)
3835                 return ret;
3836
3837         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3838         case RES_LIMIT:
3839                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3840                         ret = -EINVAL;
3841                         break;
3842                 }
3843                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3844                 case _MEM:
3845                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3846                         break;
3847                 case _MEMSWAP:
3848                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3849                         break;
3850                 case _KMEM:
3851                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3852                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3853                                      "depend on this functionality.\n");
3854                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3855                         break;
3856                 case _TCP:
3857                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3858                         break;
3859                 }
3860                 break;
3861         case RES_SOFT_LIMIT:
3862                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3863                 ret = 0;
3864                 break;
3865         }
3866         return ret ?: nbytes;
3867 }
3868
3869 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3870                                 size_t nbytes, loff_t off)
3871 {
3872         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3873         struct page_counter *counter;
3874
3875         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3876         case _MEM:
3877                 counter = &memcg->memory;
3878                 break;
3879         case _MEMSWAP:
3880                 counter = &memcg->memsw;
3881                 break;
3882         case _KMEM:
3883                 counter = &memcg->kmem;
3884                 break;
3885         case _TCP:
3886                 counter = &memcg->tcpmem;
3887                 break;
3888         default:
3889                 BUG();
3890         }
3891
3892         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3893         case RES_MAX_USAGE:
3894                 page_counter_reset_watermark(counter);
3895                 break;
3896         case RES_FAILCNT:
3897                 counter->failcnt = 0;
3898                 break;
3899         default:
3900                 BUG();
3901         }
3902
3903         return nbytes;
3904 }
3905
3906 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3907                                         struct cftype *cft)
3908 {
3909         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3910 }
3911
3912 #ifdef CONFIG_MMU
3913 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3914                                         struct cftype *cft, u64 val)
3915 {
3916         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3917
3918         if (val & ~MOVE_MASK)
3919                 return -EINVAL;
3920
3921         /*
3922          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3923          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3924          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3925          * affect task migrations starting after the change.
3926          */
3927         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3928         return 0;
3929 }
3930 #else
3931 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3932                                         struct cftype *cft, u64 val)
3933 {
3934         return -ENOSYS;
3935 }
3936 #endif
3937
3938 #ifdef CONFIG_NUMA
3939
3940 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3941 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3942 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3943
3944 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3945                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3946 {
3947         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3948         unsigned long nr = 0;
3949         enum lru_list lru;
3950
3951         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3952
3953         for_each_lru(lru) {
3954                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3955                         continue;
3956                 if (tree)
3957                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3958                 else
3959                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3960         }
3961         return nr;
3962 }
3963
3964 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3965                                              unsigned int lru_mask,
3966                                              bool tree)
3967 {
3968         unsigned long nr = 0;
3969         enum lru_list lru;
3970
3971         for_each_lru(lru) {
3972                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3973                         continue;
3974                 if (tree)
3975                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3976                 else
3977                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3978         }
3979         return nr;
3980 }
3981
3982 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3983 {
3984         struct numa_stat {
3985                 const char *name;
3986                 unsigned int lru_mask;
3987         };
3988
3989         static const struct numa_stat stats[] = {
3990                 { "total", LRU_ALL },
3991                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3992                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3993                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3994         };
3995         const struct numa_stat *stat;
3996         int nid;
3997         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3998
3999         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4000                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4001                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4002                                                    false));
4003                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4004                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4005                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4006                                                         stat->lru_mask, false));
4007                 seq_putc(m, '\n');
4008         }
4009
4010         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4011
4012                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4013                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4014                                                    true));
4015                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4016                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4017                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4018                                                         stat->lru_mask, true));
4019                 seq_putc(m, '\n');
4020         }
4021
4022         return 0;
4023 }
4024 #endif /* CONFIG_NUMA */
4025
4026 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4027         NR_FILE_PAGES,
4028         NR_ANON_MAPPED,
4029 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4030         NR_ANON_THPS,
4031 #endif
4032         NR_SHMEM,
4033         NR_FILE_MAPPED,
4034         NR_FILE_DIRTY,
4035         NR_WRITEBACK,
4036         MEMCG_SWAP,
4037 };
4038
4039 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4040         "cache",
4041         "rss",
4042 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4043         "rss_huge",
4044 #endif
4045         "shmem",
4046         "mapped_file",
4047         "dirty",
4048         "writeback",
4049         "swap",
4050 };
4051
4052 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4053 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4054         PGPGIN,
4055         PGPGOUT,
4056         PGFAULT,
4057         PGMAJFAULT,
4058 };
4059
4060 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4061 {
4062         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4063         unsigned long memory, memsw;
4064         struct mem_cgroup *mi;
4065         unsigned int i;
4066
4067         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4068
4069         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4070                 unsigned long nr;
4071
4072                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4073                         continue;
4074                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4075 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4076                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4077                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4078 #endif
4079                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4080         }
4081
4082         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4083                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4084                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4085
4086         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4087                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4088                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4089                            PAGE_SIZE);
4090
4091         /* Hierarchical information */
4092         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4093         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4094                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4095                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4096         }
4097         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4098                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4099         if (do_memsw_account())
4100                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4101                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4102
4103         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4104                 unsigned long nr;
4105
4106                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4107                         continue;
4108                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4109 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4110                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4111                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4112 #endif
4113                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4114                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4115         }
4116
4117         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4118                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4119                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4120                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4121
4122         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4123                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4124                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4125                            PAGE_SIZE);
4126
4127 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4128         {
4129                 pg_data_t *pgdat;
4130                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4131                 unsigned long anon_cost = 0;
4132                 unsigned long file_cost = 0;
4133
4134                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4135                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4136
4137                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4138                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4139                 }
4140                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4141                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4142         }
4143 #endif
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4149                                       struct cftype *cft)
4150 {
4151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4152
4153         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4154 }
4155
4156 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4157                                        struct cftype *cft, u64 val)
4158 {
4159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4160
4161         if (val > 100)
4162                 return -EINVAL;
4163
4164         if (css->parent)
4165                 memcg->swappiness = val;
4166         else
4167                 vm_swappiness = val;
4168
4169         return 0;
4170 }
4171
4172 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4173 {
4174         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4175         unsigned long usage;
4176         int i;
4177
4178         rcu_read_lock();
4179         if (!swap)
4180                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4181         else
4182                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4183
4184         if (!t)
4185                 goto unlock;
4186
4187         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4188
4189         /*
4190          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4191          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4192          * call of __mem_cgroup_threshold().
4193          */
4194         i = t->current_threshold;
4195
4196         /*
4197          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4198          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4199          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4200          * only one element of the array here.
4201          */
4202         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4203                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4204
4205         /* i = current_threshold + 1 */
4206         i++;
4207
4208         /*
4209          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4210          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4211          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4212          * only one element of the array here.
4213          */
4214         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4215                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4216
4217         /* Update current_threshold */
4218         t->current_threshold = i - 1;
4219 unlock:
4220         rcu_read_unlock();
4221 }
4222
4223 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4224 {
4225         while (memcg) {
4226                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4227                 if (do_memsw_account())
4228                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4229
4230                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4231         }
4232 }
4233
4234 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4235 {
4236         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4237         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4238
4239         if (_a->threshold > _b->threshold)
4240                 return 1;
4241
4242         if (_a->threshold < _b->threshold)
4243                 return -1;
4244
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4249 {
4250         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4251
4252         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4253
4254         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4255                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4256
4257         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4258         return 0;
4259 }
4260
4261 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4262 {
4263         struct mem_cgroup *iter;
4264
4265         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4266                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4267 }
4268
4269 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4270         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4271 {
4272         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4273         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4274         unsigned long threshold;
4275         unsigned long usage;
4276         int i, size, ret;
4277
4278         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4279         if (ret)
4280                 return ret;
4281
4282         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4283
4284         if (type == _MEM) {
4285                 thresholds = &memcg->thresholds;
4286                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4287         } else if (type == _MEMSWAP) {
4288                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4289                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4290         } else
4291                 BUG();
4292
4293         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4294         if (thresholds->primary)
4295                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4296
4297         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4298
4299         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4300         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4301         if (!new) {
4302                 ret = -ENOMEM;
4303                 goto unlock;
4304         }
4305         new->size = size;
4306
4307         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4308         if (thresholds->primary)
4309                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4310                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4311
4312         /* Add new threshold */
4313         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4314         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4315
4316         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4317         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4318                         compare_thresholds, NULL);
4319
4320         /* Find current threshold */
4321         new->current_threshold = -1;
4322         for (i = 0; i < size; i++) {
4323                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4324                         /*
4325                          * new->current_threshold will not be used until
4326                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4327                          * it here.
4328                          */
4329                         ++new->current_threshold;
4330                 } else
4331                         break;
4332         }
4333
4334         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4335         kfree(thresholds->spare);
4336         thresholds->spare = thresholds->primary;
4337
4338         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4339
4340         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4341         synchronize_rcu();
4342
4343 unlock:
4344         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4345
4346         return ret;
4347 }
4348
4349 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4350         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4351 {
4352         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4353 }
4354
4355 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4356         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4357 {
4358         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4359 }
4360
4361 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4362         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4363 {
4364         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4365         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4366         unsigned long usage;
4367         int i, j, size, entries;
4368
4369         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4370
4371         if (type == _MEM) {
4372                 thresholds = &memcg->thresholds;
4373                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4374         } else if (type == _MEMSWAP) {
4375                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4376                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4377         } else
4378                 BUG();
4379
4380         if (!thresholds->primary)
4381                 goto unlock;
4382
4383         /* Check if a threshold crossed before removing */
4384         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4385
4386         /* Calculate new number of threshold */
4387         size = entries = 0;
4388         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4389                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4390                         size++;
4391                 else
4392                         entries++;
4393         }
4394
4395         new = thresholds->spare;
4396
4397         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4398         if (!entries)
4399                 goto unlock;
4400
4401         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4402         if (!size) {
4403                 kfree(new);
4404                 new = NULL;
4405                 goto swap_buffers;
4406         }
4407
4408         new->size = size;
4409
4410         /* Copy thresholds and find current threshold */
4411         new->current_threshold = -1;
4412         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4413                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4414                         continue;
4415
4416                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4417                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4418                         /*
4419                          * new->current_threshold will not be used
4420                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4421                          * it here.
4422                          */
4423                         ++new->current_threshold;
4424                 }
4425                 j++;
4426         }
4427
4428 swap_buffers:
4429         /* Swap primary and spare array */
4430         thresholds->spare = thresholds->primary;
4431
4432         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4433
4434         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4435         synchronize_rcu();
4436
4437         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4438         if (!new) {
4439                 kfree(thresholds->spare);
4440                 thresholds->spare = NULL;
4441         }
4442 unlock:
4443         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4444 }
4445
4446 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4447         struct eventfd_ctx *eventfd)
4448 {
4449         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4450 }
4451
4452 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4453         struct eventfd_ctx *eventfd)
4454 {
4455         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4456 }
4457
4458 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4459         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4460 {
4461         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4462
4463         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4464         if (!event)
4465                 return -ENOMEM;
4466
4467         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4468
4469         event->eventfd = eventfd;
4470         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4471
4472         /* already in OOM ? */
4473         if (memcg->under_oom)
4474                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4475         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4481         struct eventfd_ctx *eventfd)
4482 {
4483         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4484
4485         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4486
4487         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4488                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4489                         list_del(&ev->list);
4490                         kfree(ev);
4491                 }
4492         }
4493
4494         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4495 }
4496
4497 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4498 {
4499         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4500
4501         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4502         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4503         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4504                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4505         return 0;
4506 }
4507
4508 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4509         struct cftype *cft, u64 val)
4510 {
4511         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4512
4513         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4514         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4515                 return -EINVAL;
4516
4517         memcg->oom_kill_disable = val;
4518         if (!val)
4519                 memcg_oom_recover(memcg);
4520
4521         return 0;
4522 }
4523
4524 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4525
4526 #include <trace/events/writeback.h>
4527
4528 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4529 {
4530         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4531 }
4532
4533 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4534 {
4535         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4536 }
4537
4538 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4539 {
4540         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4541 }
4542
4543 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4544 {
4545         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4546
4547         if (!memcg->css.parent)
4548                 return NULL;
4549
4550         return &memcg->cgwb_domain;
4551 }
4552
4553 /*
4554  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4555  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4556  */
4557 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4558 {
4559         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4560         int cpu;
4561
4562         for_each_online_cpu(cpu)
4563                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4564         if (x < 0)
4565                 x = 0;
4566         return x;
4567 }
4568
4569 /**
4570  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4571  * @wb: bdi_writeback in question
4572  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4573  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4574  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4575  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4576  *
4577  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4578  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4579  * is a bit more involved.
4580  *
4581  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4582  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4583  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4584  * available memory in the system.  The caller should further cap
4585  * *@pheadroom accordingly.
4586  */
4587 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4588                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4589                          unsigned long *pwriteback)
4590 {
4591         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4592         struct mem_cgroup *parent;
4593
4594         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4595
4596         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4597         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4598                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4599         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4600
4601         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4602                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4603                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4604                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4605
4606                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4607                 memcg = parent;
4608         }
4609 }
4610
4611 /*
4612  * Foreign dirty flushing
4613  *
4614  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4615  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4616  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4617  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4618  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4619  * different cgroups isn't a common use-case.
4620  *
4621  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4622  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4623  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4624  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4625  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4626  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4627  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4628  * make writeback of the dirty pages happen.
4629  *
4630  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4631  * severely throttled after making some progress after each
4632  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4633  * completely idle.
4634  *
4635  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4636  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4637  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4638  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4639  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4640  *
4641  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4642  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4643  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4644  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4645  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4646  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4647  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4648  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4649  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4650  *
4651  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4652  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4653  * records are lockless and racy.
4654  */
4655 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4656                                              struct bdi_writeback *wb)
4657 {
4658         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4659         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4660         u64 now = get_jiffies_64();
4661         u64 oldest_at = now;
4662         int oldest = -1;
4663         int i;
4664
4665         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4666
4667         /*
4668          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4669          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4670          * written out.
4671          */
4672         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4673                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4674                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4675                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4676                         break;
4677                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4678                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4679                         oldest = i;
4680                         oldest_at = frn->at;
4681                 }
4682         }
4683
4684         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4685                 /*
4686                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4687                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4688                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4689                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4690                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4691                  */
4692                 unsigned long update_intv =
4693                         min_t(unsigned long, HZ,
4694                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4695
4696                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4697                         frn->at = now;
4698         } else if (oldest >= 0) {
4699                 /* replace the oldest free one */
4700                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4701                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4702                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4703                 frn->at = now;
4704         }
4705 }
4706
4707 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4708 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4709 {
4710         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4711         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4712         u64 now = jiffies_64;
4713         int i;
4714
4715         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4716                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4717
4718                 /*
4719                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4720                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4721                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4722                  * already one in flight.
4723                  */
4724                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4725                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4726                         frn->at = 0;
4727                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4728                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4729                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4730                                                &frn->done);
4731                 }
4732         }
4733 }
4734
4735 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4736
4737 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4738 {
4739         return 0;
4740 }
4741
4742 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4743 {
4744 }
4745
4746 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4747 {
4748 }
4749
4750 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4751
4752 /*
4753  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4754  *
4755  * "cgroup.event_control" implementation.
4756  *
4757  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4758  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4759  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4760  *
4761  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4762  * possible.
4763  */
4764
4765 /*
4766  * Unregister event and free resources.
4767  *
4768  * Gets called from workqueue.
4769  */
4770 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4771 {
4772         struct mem_cgroup_event *event =
4773                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4774         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4775
4776         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4777
4778         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4779
4780         /* Notify userspace the event is going away. */
4781         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4782
4783         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4784         kfree(event);
4785         css_put(&memcg->css);
4786 }
4787
4788 /*
4789  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4790  *
4791  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4792  */
4793 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4794                             int sync, void *key)
4795 {
4796         struct mem_cgroup_event *event =
4797                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4798         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4799         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4800
4801         if (flags & EPOLLHUP) {
4802                 /*
4803                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4804                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4805                  * for us.
4806                  *
4807                  * We can't race against event freeing since the other
4808                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4809                  * which we hold.
4810                  */
4811                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4812                 if (!list_empty(&event->list)) {
4813                         list_del_init(&event->list);
4814                         /*
4815                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4816                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4817                          */
4818                         schedule_work(&event->remove);
4819                 }
4820                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4821         }
4822
4823         return 0;
4824 }
4825
4826 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4827                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4828 {
4829         struct mem_cgroup_event *event =
4830                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4831
4832         event->wqh = wqh;
4833         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4834 }
4835
4836 /*
4837  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4838  *
4839  * Parse input and register new cgroup event handler.
4840  *
4841  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4842  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4843  */
4844 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4845                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4846 {
4847         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4848         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4849         struct mem_cgroup_event *event;
4850         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4851         unsigned int efd, cfd;
4852         struct fd efile;
4853         struct fd cfile;
4854         const char *name;
4855         char *endp;
4856         int ret;
4857
4858         buf = strstrip(buf);
4859
4860         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4861         if (*endp != ' ')
4862                 return -EINVAL;
4863         buf = endp + 1;
4864
4865         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4866         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4867                 return -EINVAL;
4868         buf = endp + 1;
4869
4870         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4871         if (!event)
4872                 return -ENOMEM;
4873
4874         event->memcg = memcg;
4875         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4876         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4877         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4878         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4879
4880         efile = fdget(efd);
4881         if (!efile.file) {
4882                 ret = -EBADF;
4883                 goto out_kfree;
4884         }
4885
4886         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4887         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4888                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4889                 goto out_put_efile;
4890         }
4891
4892         cfile = fdget(cfd);
4893         if (!cfile.file) {
4894                 ret = -EBADF;
4895                 goto out_put_eventfd;
4896         }
4897
4898         /* the process need read permission on control file */
4899         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4900         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4901         if (ret < 0)
4902                 goto out_put_cfile;
4903
4904         /*
4905          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4906          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4907          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4908          * is for compatibility anyway.
4909          *
4910          * DO NOT ADD NEW FILES.
4911          */
4912         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4913
4914         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4915                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4916                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4917         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4918                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4919                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4920         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4921                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4922                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4923         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4924                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4925                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4926         } else {
4927                 ret = -EINVAL;
4928                 goto out_put_cfile;
4929         }
4930
4931         /*
4932          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4933          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4934          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4935          */
4936         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4937                                                &memory_cgrp_subsys);
4938         ret = -EINVAL;
4939         if (IS_ERR(cfile_css))
4940                 goto out_put_cfile;
4941         if (cfile_css != css) {
4942                 css_put(cfile_css);
4943                 goto out_put_cfile;
4944         }
4945
4946         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4947         if (ret)
4948                 goto out_put_css;
4949
4950         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4951
4952         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4953         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4954         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4955
4956         fdput(cfile);
4957         fdput(efile);
4958
4959         return nbytes;
4960
4961 out_put_css:
4962         css_put(css);
4963 out_put_cfile:
4964         fdput(cfile);
4965 out_put_eventfd:
4966         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4967 out_put_efile:
4968         fdput(efile);
4969 out_kfree:
4970         kfree(event);
4971
4972         return ret;
4973 }
4974
4975 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4976         {
4977                 .name = "usage_in_bytes",
4978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4979                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "max_usage_in_bytes",
4983                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4984                 .write = mem_cgroup_reset,
4985                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "limit_in_bytes",
4989                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4990                 .write = mem_cgroup_write,
4991                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4992         },
4993         {
4994                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4995                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4996                 .write = mem_cgroup_write,
4997                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4998         },
4999         {
5000                 .name = "failcnt",
5001                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5002                 .write = mem_cgroup_reset,
5003                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5004         },
5005         {
5006                 .name = "stat",
5007                 .seq_show = memcg_stat_show,
5008         },
5009         {
5010                 .name = "force_empty",
5011                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5012         },
5013         {
5014                 .name = "use_hierarchy",
5015                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5020                 .write = memcg_write_event_control,
5021                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5022         },
5023         {
5024                 .name = "swappiness",
5025                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5026                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5027         },
5028         {
5029                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5030                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5031                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "oom_control",
5035                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5036                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5038         },
5039         {
5040                 .name = "pressure_level",
5041         },
5042 #ifdef CONFIG_NUMA
5043         {
5044                 .name = "numa_stat",
5045                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5046         },
5047 #endif
5048         {
5049                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5051                 .write = mem_cgroup_write,
5052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "kmem.failcnt",
5061                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5062                 .write = mem_cgroup_reset,
5063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5067                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5068                 .write = mem_cgroup_reset,
5069                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5070         },
5071 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5072         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5073         {
5074                 .name = "kmem.slabinfo",
5075                 .seq_show = memcg_slab_show,
5076         },
5077 #endif
5078         {
5079                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5080                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5081                 .write = mem_cgroup_write,
5082                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5083         },
5084         {
5085                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5087                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5088         },
5089         {
5090                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5091                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5092                 .write = mem_cgroup_reset,
5093                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5094         },
5095         {
5096                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5098                 .write = mem_cgroup_reset,
5099                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5100         },
5101         { },    /* terminate */
5102 };
5103
5104 /*
5105  * Private memory cgroup IDR
5106  *
5107  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5108  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5109  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5110  * memory-controlled cgroups to 64k.
5111  *
5112  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5113  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5114  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5115  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5116  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5117  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5118  *
5119  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5120  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5121  * when the CSS is offlined.
5122  *
5123  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5124  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5125  * those references are manageable from userspace.
5126  */
5127
5128 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5129
5130 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5131 {
5132         if (memcg->id.id > 0) {
5133                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5134                 memcg->id.id = 0;
5135         }
5136 }
5137
5138 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5139                                                   unsigned int n)
5140 {
5141         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5142 }
5143
5144 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5145 {
5146         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5147                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5148
5149                 /* Memcg ID pins CSS */
5150                 css_put(&memcg->css);
5151         }
5152 }
5153
5154 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5155 {
5156         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5157 }
5158
5159 /**
5160  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5161  * @id: the memcg id to look up
5162  *
5163  * Caller must hold rcu_read_lock().
5164  */
5165 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5166 {
5167         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5168         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5169 }
5170
5171 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5172 {
5173         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5174         int tmp = node;
5175         /*
5176          * This routine is called against possible nodes.
5177          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5178          *
5179          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5180          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5181          *       function.
5182          */
5183         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5184                 tmp = -1;
5185         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5186         if (!pn)
5187                 return 1;
5188
5189         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5190                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5191         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5192                 kfree(pn);
5193                 return 1;
5194         }
5195
5196         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5197                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5198         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5199                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5200                 kfree(pn);
5201                 return 1;
5202         }
5203
5204         lruvec_init(&pn->lruvec);
5205         pn->usage_in_excess = 0;
5206         pn->on_tree = false;
5207         pn->memcg = memcg;
5208
5209         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5214 {
5215         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5216
5217         if (!pn)
5218                 return;
5219
5220         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5221         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5222         kfree(pn);
5223 }
5224
5225 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5226 {
5227         int node;
5228
5229         for_each_node(node)
5230                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5231         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5232         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5233         kfree(memcg);
5234 }
5235
5236 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5237 {
5238         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5239         /*
5240          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5241          * on parent's and all ancestor levels.
5242          */
5243         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5244         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5245         __mem_cgroup_free(memcg);
5246 }
5247
5248 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5249 {
5250         struct mem_cgroup *memcg;
5251         unsigned int size;
5252         int node;
5253         int __maybe_unused i;
5254         long error = -ENOMEM;
5255
5256         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5257         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5258
5259         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5260         if (!memcg)
5261                 return ERR_PTR(error);
5262
5263         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5264                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5265                                  GFP_KERNEL);
5266         if (memcg->id.id < 0) {
5267                 error = memcg->id.id;
5268                 goto fail;
5269         }
5270
5271         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5272                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5273         if (!memcg->vmstats_local)
5274                 goto fail;
5275
5276         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5277                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5278         if (!memcg->vmstats_percpu)
5279                 goto fail;
5280
5281         for_each_node(node)
5282                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5283                         goto fail;
5284
5285         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5286                 goto fail;
5287
5288         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5289         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5290         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5291         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5292         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5293         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5294         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5295         memcg->socket_pressure = jiffies;
5296 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5297         memcg->kmemcg_id = -1;
5298         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5299 #endif
5300 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5301         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5302         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5303                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5304                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5305 #endif
5306 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5307         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5308         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5309         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5310 #endif
5311         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5312         return memcg;
5313 fail:
5314         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5315         __mem_cgroup_free(memcg);
5316         return ERR_PTR(error);
5317 }
5318
5319 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5320 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5321 {
5322         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5323         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5324         long error = -ENOMEM;
5325
5326         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5327         memcg = mem_cgroup_alloc();
5328         set_active_memcg(old_memcg);
5329         if (IS_ERR(memcg))
5330                 return ERR_CAST(memcg);
5331
5332         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5333         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5334         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5335         if (parent) {
5336                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5337                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5338
5339                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5340                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5341                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5342                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5343         } else {
5344                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5345                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5346                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5347                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5348
5349                 root_mem_cgroup = memcg;
5350                 return &memcg->css;
5351         }
5352
5353         /* The following stuff does not apply to the root */
5354         error = memcg_online_kmem(memcg);
5355         if (error)
5356                 goto fail;
5357
5358         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5359                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5360
5361         return &memcg->css;
5362 fail:
5363         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5364         mem_cgroup_free(memcg);
5365         return ERR_PTR(error);
5366 }
5367
5368 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5369 {
5370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5371
5372         /*
5373          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5374          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5375          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5376          */
5377         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5378                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5379                 return -ENOMEM;
5380         }
5381
5382         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5383         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5384         css_get(css);
5385         return 0;
5386 }
5387
5388 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5389 {
5390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5391         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5392
5393         /*
5394          * Unregister events and notify userspace.
5395          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5396          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5397          */
5398         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5399         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5400                 list_del_init(&event->list);
5401                 schedule_work(&event->remove);
5402         }
5403         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5404
5405         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5406         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5407
5408         memcg_offline_kmem(memcg);
5409         wb_memcg_offline(memcg);
5410
5411         drain_all_stock(memcg);
5412
5413         mem_cgroup_id_put(memcg);
5414 }
5415
5416 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5417 {
5418         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5419
5420         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5421 }
5422
5423 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5426         int __maybe_unused i;
5427
5428 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5429         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5430                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5431 #endif
5432         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5433                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5434
5435         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5436                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5437
5438         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5439         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5440         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5441         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5442         memcg_free_kmem(memcg);
5443         mem_cgroup_free(memcg);
5444 }
5445
5446 /**
5447  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5448  * @css: the target css
5449  *
5450  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5451  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5452  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5453  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5454  * made visible again.
5455  *
5456  * The current implementation only resets the essential configurations.
5457  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5458  */
5459 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5460 {
5461         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5462
5463         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5464         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5465         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5466         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5467         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5468         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5469         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5470         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5471         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5472         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5473 }
5474
5475 #ifdef CONFIG_MMU
5476 /* Handlers for move charge at task migration. */
5477 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5478 {
5479         int ret;
5480
5481         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5482         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5483         if (!ret) {
5484                 mc.precharge += count;
5485                 return ret;
5486         }
5487
5488         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5489         while (count--) {
5490                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5491                 if (ret)
5492                         return ret;
5493                 mc.precharge++;
5494                 cond_resched();
5495         }
5496         return 0;
5497 }
5498
5499 union mc_target {
5500         struct page     *page;
5501         swp_entry_t     ent;
5502 };
5503
5504 enum mc_target_type {
5505         MC_TARGET_NONE = 0,
5506         MC_TARGET_PAGE,
5507         MC_TARGET_SWAP,
5508         MC_TARGET_DEVICE,
5509 };
5510
5511 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5512                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5513 {
5514         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5515
5516         if (!page || !page_mapped(page))
5517                 return NULL;
5518         if (PageAnon(page)) {
5519                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5520                         return NULL;
5521         } else {
5522                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5523                         return NULL;
5524         }
5525         if (!get_page_unless_zero(page))
5526                 return NULL;
5527
5528         return page;
5529 }
5530
5531 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5532 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5533                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5534 {
5535         struct page *page = NULL;
5536         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5537
5538         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5539                 return NULL;
5540
5541         /*
5542          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5543          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5544          * as special swap entry in the CPU page table.
5545          */
5546         if (is_device_private_entry(ent)) {
5547                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5548                 /*
5549                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5550                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5551                  */
5552                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5553                         return NULL;
5554                 return page;
5555         }
5556
5557         if (non_swap_entry(ent))
5558                 return NULL;
5559
5560         /*
5561          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5562          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5563          */
5564         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5565         entry->val = ent.val;
5566
5567         return page;
5568 }
5569 #else
5570 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5571                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5572 {
5573         return NULL;
5574 }
5575 #endif
5576
5577 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5578                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5579 {
5580         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5581                 return NULL;
5582         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5583                 return NULL;
5584
5585         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5586         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5587         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5588                         linear_page_index(vma, addr));
5589 }
5590
5591 /**
5592  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5593  * @page: the page
5594  * @compound: charge the page as compound or small page
5595  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5596  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5597  *
5598  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5599  *
5600  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5601  * from old cgroup.
5602  */
5603 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5604                                    bool compound,
5605                                    struct mem_cgroup *from,
5606                                    struct mem_cgroup *to)
5607 {
5608         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5609         struct pglist_data *pgdat;
5610         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5611         int ret;
5612
5613         VM_BUG_ON(from == to);
5614         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5615         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5616
5617         /*
5618          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5619          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5620          */
5621         ret = -EBUSY;
5622         if (!trylock_page(page))
5623                 goto out;
5624
5625         ret = -EINVAL;
5626         if (page_memcg(page) != from)
5627                 goto out_unlock;
5628
5629         pgdat = page_pgdat(page);
5630         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5631         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5632
5633         lock_page_memcg(page);
5634
5635         if (PageAnon(page)) {
5636                 if (page_mapped(page)) {
5637                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5638                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5639                         if (PageTransHuge(page)) {
5640                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5641                                                    -nr_pages);
5642                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5643                                                    nr_pages);
5644                         }
5645
5646                 }
5647         } else {
5648                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5649                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5650
5651                 if (PageSwapBacked(page)) {
5652                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5653                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5654                 }
5655
5656                 if (page_mapped(page)) {
5657                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5658                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5659                 }
5660
5661                 if (PageDirty(page)) {
5662                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5663
5664                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5665                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5666                                                    -nr_pages);
5667                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5668                                                    nr_pages);
5669                         }
5670                 }
5671         }
5672
5673         if (PageWriteback(page)) {
5674                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5675                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5676         }
5677
5678         /*
5679          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5680          *
5681          * It is safe to change page's memcg here because the page
5682          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5683          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5684          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5685          *
5686          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5687          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5688          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5689          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5690          */
5691         smp_mb();
5692
5693         css_get(&to->css);
5694         css_put(&from->css);
5695
5696         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5697
5698         __unlock_page_memcg(from);
5699
5700         ret = 0;
5701
5702         local_irq_disable();
5703         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5704         memcg_check_events(to, page);
5705         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5706         memcg_check_events(from, page);
5707         local_irq_enable();
5708 out_unlock:
5709         unlock_page(page);
5710 out:
5711         return ret;
5712 }
5713
5714 /**
5715  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5716  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5717  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5718  * @ptent: the pte to be checked
5719  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5720  *
5721  * Returns
5722  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5723  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5724  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5725  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5726  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5727  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5728  *     in target->ent.
5729  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5730  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5731  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5732  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5733  *     regular page.
5734  *
5735  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5736  *
5737  * Called with pte lock held.
5738  */
5739
5740 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5741                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5742 {
5743         struct page *page = NULL;
5744         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5745         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5746
5747         if (pte_present(ptent))
5748                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5749         else if (is_swap_pte(ptent))
5750                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5751         else if (pte_none(ptent))
5752                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5753
5754         if (!page && !ent.val)
5755                 return ret;
5756         if (page) {
5757                 /*
5758                  * Do only loose check w/o serialization.
5759                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5760                  * not under LRU exclusion.
5761                  */
5762                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5763                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5764                         if (is_device_private_page(page))
5765                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5766                         if (target)
5767                                 target->page = page;
5768                 }
5769                 if (!ret || !target)
5770                         put_page(page);
5771         }
5772         /*
5773          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5774          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5775          */
5776         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5777             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5778                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5779                 if (target)
5780                         target->ent = ent;
5781         }
5782         return ret;
5783 }
5784
5785 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5786 /*
5787  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5788  * not support them for now.
5789  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5790  */
5791 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5792                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5793 {
5794         struct page *page = NULL;
5795         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5796
5797         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5798                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5799                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5800                 return ret;
5801         }
5802         page = pmd_page(pmd);
5803         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5804         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5805                 return ret;
5806         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5807                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5808                 if (target) {
5809                         get_page(page);
5810                         target->page = page;
5811                 }
5812         }
5813         return ret;
5814 }
5815 #else
5816 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5817                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5818 {
5819         return MC_TARGET_NONE;
5820 }
5821 #endif
5822
5823 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5824                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5825                                         struct mm_walk *walk)
5826 {
5827         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5828         pte_t *pte;
5829         spinlock_t *ptl;
5830
5831         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5832         if (ptl) {
5833                 /*
5834                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5835                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5836                  * this might change.
5837                  */
5838                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5839                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5840                 spin_unlock(ptl);
5841                 return 0;
5842         }
5843
5844         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5845                 return 0;
5846         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5847         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5848                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5849                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5850         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5851         cond_resched();
5852
5853         return 0;
5854 }
5855
5856 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5857         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5858 };
5859
5860 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5861 {
5862         unsigned long precharge;
5863
5864         mmap_read_lock(mm);
5865         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5866         mmap_read_unlock(mm);
5867
5868         precharge = mc.precharge;
5869         mc.precharge = 0;
5870
5871         return precharge;
5872 }
5873
5874 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5875 {
5876         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5877
5878         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5879         mc.moving_task = current;
5880         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5881 }
5882
5883 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5884 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5885 {
5886         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5887         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5888
5889         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5890         if (mc.precharge) {
5891                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5892                 mc.precharge = 0;
5893         }
5894         /*
5895          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5896          * we must uncharge here.
5897          */
5898         if (mc.moved_charge) {
5899                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5900                 mc.moved_charge = 0;
5901         }
5902         /* we must fixup refcnts and charges */
5903         if (mc.moved_swap) {
5904                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5905                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5906                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5907
5908                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5909
5910                 /*
5911                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5912                  * should uncharge to->memory.
5913                  */
5914                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5915                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5916
5917                 mc.moved_swap = 0;
5918         }
5919         memcg_oom_recover(from);
5920         memcg_oom_recover(to);
5921         wake_up_all(&mc.waitq);
5922 }
5923
5924 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5925 {
5926         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5927
5928         /*
5929          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5930          * task migration.
5931          */
5932         mc.moving_task = NULL;
5933         __mem_cgroup_clear_mc();
5934         spin_lock(&mc.lock);
5935         mc.from = NULL;
5936         mc.to = NULL;
5937         mc.mm = NULL;
5938         spin_unlock(&mc.lock);
5939
5940         mmput(mm);
5941 }
5942
5943 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5944 {
5945         struct cgroup_subsys_state *css;
5946         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5947         struct mem_cgroup *from;
5948         struct task_struct *leader, *p;
5949         struct mm_struct *mm;
5950         unsigned long move_flags;
5951         int ret = 0;
5952
5953         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5954         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5955                 return 0;
5956
5957         /*
5958          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5959          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5960          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5961          * multiple.
5962          */
5963         p = NULL;
5964         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5965                 WARN_ON_ONCE(p);
5966                 p = leader;
5967                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5968         }
5969         if (!p)
5970                 return 0;
5971
5972         /*
5973          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5974          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5975          * So we need to save it, and keep it going.
5976          */
5977         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5978         if (!move_flags)
5979                 return 0;
5980
5981         from = mem_cgroup_from_task(p);
5982
5983         VM_BUG_ON(from == memcg);
5984
5985         mm = get_task_mm(p);
5986         if (!mm)
5987                 return 0;
5988         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5989         if (mm->owner == p) {
5990                 VM_BUG_ON(mc.from);
5991                 VM_BUG_ON(mc.to);
5992                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5993                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5994                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5995
5996                 spin_lock(&mc.lock);
5997                 mc.mm = mm;
5998                 mc.from = from;
5999                 mc.to = memcg;
6000                 mc.flags = move_flags;
6001                 spin_unlock(&mc.lock);
6002                 /* We set mc.moving_task later */
6003
6004                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6005                 if (ret)
6006                         mem_cgroup_clear_mc();
6007         } else {
6008                 mmput(mm);
6009         }
6010         return ret;
6011 }
6012
6013 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6014 {
6015         if (mc.to)
6016                 mem_cgroup_clear_mc();
6017 }
6018
6019 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6020                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6021                                 struct mm_walk *walk)
6022 {
6023         int ret = 0;
6024         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6025         pte_t *pte;
6026         spinlock_t *ptl;
6027         enum mc_target_type target_type;
6028         union mc_target target;
6029         struct page *page;
6030
6031         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6032         if (ptl) {
6033                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6034                         spin_unlock(ptl);
6035                         return 0;
6036                 }
6037                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6038                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6039                         page = target.page;
6040                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6041                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6042                                                              mc.from, mc.to)) {
6043                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6044                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6045                                 }
6046                                 putback_lru_page(page);
6047                         }
6048                         put_page(page);
6049                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6050                         page = target.page;
6051                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6052                                                      mc.from, mc.to)) {
6053                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6054                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6055                         }
6056                         put_page(page);
6057                 }
6058                 spin_unlock(ptl);
6059                 return 0;
6060         }
6061
6062         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6063                 return 0;
6064 retry:
6065         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6066         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6067                 pte_t ptent = *(pte++);
6068                 bool device = false;
6069                 swp_entry_t ent;
6070
6071                 if (!mc.precharge)
6072                         break;
6073
6074                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6075                 case MC_TARGET_DEVICE:
6076                         device = true;
6077                         fallthrough;
6078                 case MC_TARGET_PAGE:
6079                         page = target.page;
6080                         /*
6081                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6082                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6083                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6084                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6085                          */
6086                         if (PageTransCompound(page))
6087                                 goto put;
6088                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6089                                 goto put;
6090                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6091                                                 mc.from, mc.to)) {
6092                                 mc.precharge--;
6093                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6094                                 mc.moved_charge++;
6095                         }
6096                         if (!device)
6097                                 putback_lru_page(page);
6098 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6099                         put_page(page);
6100                         break;
6101                 case MC_TARGET_SWAP:
6102                         ent = target.ent;
6103                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6104                                 mc.precharge--;
6105                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6106                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6107                                 mc.moved_swap++;
6108                         }
6109                         break;
6110                 default:
6111                         break;
6112                 }
6113         }
6114         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6115         cond_resched();
6116
6117         if (addr != end) {
6118                 /*
6119                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6120                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6121                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6122                  * phase.
6123                  */
6124                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6125                 if (!ret)
6126                         goto retry;
6127         }
6128
6129         return ret;
6130 }
6131
6132 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6133         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6134 };
6135
6136 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6137 {
6138         lru_add_drain_all();
6139         /*
6140          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6141          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6142          * for already started RCU-only updates to finish.
6143          */
6144         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6145         synchronize_rcu();
6146 retry:
6147         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6148                 /*
6149                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6150                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6151                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6152                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6153                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6154                  */
6155                 __mem_cgroup_clear_mc();
6156                 cond_resched();
6157                 goto retry;
6158         }
6159         /*
6160          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6161          * additional charge, the page walk just aborts.
6162          */
6163         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6164                         NULL);
6165
6166         mmap_read_unlock(mc.mm);
6167         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6168 }
6169
6170 static void mem_cgroup_move_task(void)
6171 {
6172         if (mc.to) {
6173                 mem_cgroup_move_charge();
6174                 mem_cgroup_clear_mc();
6175         }
6176 }
6177 #else   /* !CONFIG_MMU */
6178 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6179 {
6180         return 0;
6181 }
6182 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6183 {
6184 }
6185 static void mem_cgroup_move_task(void)
6186 {
6187 }
6188 #endif
6189
6190 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6191 {
6192         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6193                 seq_puts(m, "max\n");
6194         else
6195                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6196
6197         return 0;
6198 }
6199
6200 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6201                                struct cftype *cft)
6202 {
6203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6204
6205         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6206 }
6207
6208 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6209 {
6210         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6211                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6212 }
6213
6214 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6215                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6216 {
6217         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6218         unsigned long min;
6219         int err;
6220
6221         buf = strstrip(buf);
6222         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6223         if (err)
6224                 return err;
6225
6226         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6227
6228         return nbytes;
6229 }
6230
6231 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6232 {
6233         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6234                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6235 }
6236
6237 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6238                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6241         unsigned long low;
6242         int err;
6243
6244         buf = strstrip(buf);
6245         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6246         if (err)
6247                 return err;
6248
6249         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6250
6251         return nbytes;
6252 }
6253
6254 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6255 {
6256         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6257                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6258 }
6259
6260 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6261                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6262 {
6263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6264         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6265         bool drained = false;
6266         unsigned long high;
6267         int err;
6268
6269         buf = strstrip(buf);
6270         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6271         if (err)
6272                 return err;
6273
6274         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6275
6276         for (;;) {
6277                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6278                 unsigned long reclaimed;
6279
6280                 if (nr_pages <= high)
6281                         break;
6282
6283                 if (signal_pending(current))
6284                         break;
6285
6286                 if (!drained) {
6287                         drain_all_stock(memcg);
6288                         drained = true;
6289                         continue;
6290                 }
6291
6292                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6293                                                          GFP_KERNEL, true);
6294
6295                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6296                         break;
6297         }
6298
6299         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6300         return nbytes;
6301 }
6302
6303 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6304 {
6305         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6306                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6307 }
6308
6309 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6310                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6311 {
6312         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6313         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6314         bool drained = false;
6315         unsigned long max;
6316         int err;
6317
6318         buf = strstrip(buf);
6319         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6320         if (err)
6321                 return err;
6322
6323         xchg(&memcg->memory.max, max);
6324
6325         for (;;) {
6326                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6327
6328                 if (nr_pages <= max)
6329                         break;
6330
6331                 if (signal_pending(current))
6332                         break;
6333
6334                 if (!drained) {
6335                         drain_all_stock(memcg);
6336                         drained = true;
6337                         continue;
6338                 }
6339
6340                 if (nr_reclaims) {
6341                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6342                                                           GFP_KERNEL, true))
6343                                 nr_reclaims--;
6344                         continue;
6345                 }
6346
6347                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6348                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6349                         break;
6350         }
6351
6352         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6353         return nbytes;
6354 }
6355
6356 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6357 {
6358         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6359         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6360         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6361         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6362         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6363                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6364 }
6365
6366 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6367 {
6368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6369
6370         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6371         return 0;
6372 }
6373
6374 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6375 {
6376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6377
6378         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6379         return 0;
6380 }
6381
6382 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6383 {
6384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6385         char *buf;
6386
6387         buf = memory_stat_format(memcg);
6388         if (!buf)
6389                 return -ENOMEM;
6390         seq_puts(m, buf);
6391         kfree(buf);
6392         return 0;
6393 }
6394
6395 #ifdef CONFIG_NUMA
6396 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6397 {
6398         int i;
6399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6400
6401         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6402                 int nid;
6403
6404                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6405                         continue;
6406
6407                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6408                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6409                         u64 size;
6410                         struct lruvec *lruvec;
6411
6412                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6413                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6414                         size *= memory_stats[i].ratio;
6415                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6416                 }
6417                 seq_putc(m, '\n');
6418         }
6419
6420         return 0;
6421 }
6422 #endif
6423
6424 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6425 {
6426         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6427
6428         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6429
6430         return 0;
6431 }
6432
6433 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6434                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6435 {
6436         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6437         int ret, oom_group;
6438
6439         buf = strstrip(buf);
6440         if (!buf)
6441                 return -EINVAL;
6442
6443         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6444         if (ret)
6445                 return ret;
6446
6447         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6448                 return -EINVAL;
6449
6450         memcg->oom_group = oom_group;
6451
6452         return nbytes;
6453 }
6454
6455 static struct cftype memory_files[] = {
6456         {
6457                 .name = "current",
6458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6459                 .read_u64 = memory_current_read,
6460         },
6461         {
6462                 .name = "min",
6463                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6464                 .seq_show = memory_min_show,
6465                 .write = memory_min_write,
6466         },
6467         {
6468                 .name = "low",
6469                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6470                 .seq_show = memory_low_show,
6471                 .write = memory_low_write,
6472         },
6473         {
6474                 .name = "high",
6475                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6476                 .seq_show = memory_high_show,
6477                 .write = memory_high_write,
6478         },
6479         {
6480                 .name = "max",
6481                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6482                 .seq_show = memory_max_show,
6483                 .write = memory_max_write,
6484         },
6485         {
6486                 .name = "events",
6487                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6488                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6489                 .seq_show = memory_events_show,
6490         },
6491         {
6492                 .name = "events.local",
6493                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6494                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6495                 .seq_show = memory_events_local_show,
6496         },
6497         {
6498                 .name = "stat",
6499                 .seq_show = memory_stat_show,
6500         },
6501 #ifdef CONFIG_NUMA
6502         {
6503                 .name = "numa_stat",
6504                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6505         },
6506 #endif
6507         {
6508                 .name = "oom.group",
6509                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6510                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6511                 .write = memory_oom_group_write,
6512         },
6513         { }     /* terminate */
6514 };
6515
6516 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6517         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6518         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6519         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6520         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6521         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6522         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6523         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6524         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6525         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6526         .dfl_cftypes = memory_files,
6527         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6528         .early_init = 0,
6529 };
6530
6531 /*
6532  * This function calculates an individual cgroup's effective
6533  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6534  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6535  * distribution in the tree.
6536  *
6537  * The following rules apply to the effective protection values:
6538  *
6539  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6540  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6541  *
6542  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6543  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6544  *    parent's effective protection.
6545  *
6546  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6547  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6548  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6549  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6550  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6551  *
6552  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6553  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6554  *    the unused remainder is available to its siblings.
6555  *
6556  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6557  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6558  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6559  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6560  *
6561  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6562  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6563  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6564  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6565  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6566  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6567  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6568  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6569  *
6570  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6571  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6572  * neighboring subtrees.
6573  */
6574 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6575                                           unsigned long parent_usage,
6576                                           unsigned long setting,
6577                                           unsigned long parent_effective,
6578                                           unsigned long siblings_protected)
6579 {
6580         unsigned long protected;
6581         unsigned long ep;
6582
6583         protected = min(usage, setting);
6584         /*
6585          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6586          * protection then what the parent affords them, distribute
6587          * shares in proportion to utilization.
6588          *
6589          * We are using actual utilization rather than the statically
6590          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6591          * but unused protection is available to siblings that would
6592          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6593          */
6594         if (siblings_protected > parent_effective)
6595                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6596
6597         /*
6598          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6599          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6600          * and utilizes is effectively protected.
6601          *
6602          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6603          * will apply pressure in proportion to that amount.
6604          *
6605          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6606          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6607          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6608          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6609          * protection is always dependent on how memory is actually
6610          * consumed among the siblings anyway.
6611          */
6612         ep = protected;
6613
6614         /*
6615          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6616          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6617          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6618          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6619          * other compete freely over the allowance, but they are
6620          * collectively protected from neighboring trees.
6621          *
6622          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6623          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6624          * the same bytes twice.
6625          *
6626          * Check both usage and parent_usage against the respective
6627          * protected values. One should imply the other, but they
6628          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6629          */
6630         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6631                 return ep;
6632         if (parent_effective > siblings_protected &&
6633             parent_usage > siblings_protected &&
6634             usage > protected) {
6635                 unsigned long unclaimed;
6636
6637                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6638                 unclaimed *= usage - protected;
6639                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6640
6641                 ep += unclaimed;
6642         }
6643
6644         return ep;
6645 }
6646
6647 /**
6648  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6649  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6650  * @memcg: the memory cgroup to check
6651  *
6652  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6653  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6654  */
6655 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6656                                      struct mem_cgroup *memcg)
6657 {
6658         unsigned long usage, parent_usage;
6659         struct mem_cgroup *parent;
6660
6661         if (mem_cgroup_disabled())
6662                 return;
6663
6664         if (!root)
6665                 root = root_mem_cgroup;
6666
6667         /*
6668          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6669          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6670          * details.
6671          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6672          * that special casing.
6673          */
6674         if (memcg == root)
6675                 return;
6676
6677         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6678         if (!usage)
6679                 return;
6680
6681         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6682         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6683         if (!parent)
6684                 return;
6685
6686         if (parent == root) {
6687                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6688                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6689                 return;
6690         }
6691
6692         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6693
6694         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6695                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6696                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6697                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6698
6699         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6700                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6701                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6702                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6703 }
6704
6705 /**
6706  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6707  * @page: page to charge
6708  * @mm: mm context of the victim
6709  * @gfp_mask: reclaim mode
6710  *
6711  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6712  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6713  *
6714  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6715  */
6716 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6717 {
6718         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6719         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6720         int ret = 0;
6721
6722         if (mem_cgroup_disabled())
6723                 goto out;
6724
6725         if (PageSwapCache(page)) {
6726                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6727                 unsigned short id;
6728
6729                 /*
6730                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6731                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6732                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6733                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6734                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6735                  */
6736                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6737                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6738                         goto out;
6739
6740                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6741                 rcu_read_lock();
6742                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6743                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6744                         memcg = NULL;
6745                 rcu_read_unlock();
6746         }
6747
6748         if (!memcg)
6749                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6750
6751         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6752         if (ret)
6753                 goto out_put;
6754
6755         css_get(&memcg->css);
6756         commit_charge(page, memcg);
6757
6758         local_irq_disable();
6759         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6760         memcg_check_events(memcg, page);
6761         local_irq_enable();
6762
6763         if (PageSwapCache(page)) {
6764                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6765                 /*
6766                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6767                  * let's not wait for it.  The page already received a
6768                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6769                  */
6770                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6771         }
6772
6773 out_put:
6774         css_put(&memcg->css);
6775 out:
6776         return ret;
6777 }
6778
6779 struct uncharge_gather {
6780         struct mem_cgroup *memcg;
6781         unsigned long nr_pages;
6782         unsigned long pgpgout;
6783         unsigned long nr_kmem;
6784         struct page *dummy_page;
6785 };
6786
6787 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6788 {
6789         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6790 }
6791
6792 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6793 {
6794         unsigned long flags;
6795
6796         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6797                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6798                 if (do_memsw_account())
6799                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6800                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6801                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6802                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6803         }
6804
6805         local_irq_save(flags);
6806         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6807         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6808         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6809         local_irq_restore(flags);
6810
6811         /* drop reference from uncharge_page */
6812         css_put(&ug->memcg->css);
6813 }
6814
6815 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6816 {
6817         unsigned long nr_pages;
6818
6819         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6820
6821         if (!page_memcg(page))
6822                 return;
6823
6824         /*
6825          * Nobody should be changing or seriously looking at
6826          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6827          * exclusive access to the page.
6828          */
6829
6830         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6831                 if (ug->memcg) {
6832                         uncharge_batch(ug);
6833                         uncharge_gather_clear(ug);
6834                 }
6835                 ug->memcg = page_memcg(page);
6836
6837                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6838                 css_get(&ug->memcg->css);
6839         }
6840
6841         nr_pages = compound_nr(page);
6842         ug->nr_pages += nr_pages;
6843
6844         if (PageMemcgKmem(page))
6845                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6846         else
6847                 ug->pgpgout++;
6848
6849         ug->dummy_page = page;
6850         page->memcg_data = 0;
6851         css_put(&ug->memcg->css);
6852 }
6853
6854 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6855 {
6856         struct uncharge_gather ug;
6857         struct list_head *next;
6858
6859         uncharge_gather_clear(&ug);
6860
6861         /*
6862          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6863          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6864          */
6865         next = page_list->next;
6866         do {
6867                 struct page *page;
6868
6869                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6870                 next = page->lru.next;
6871
6872                 uncharge_page(page, &ug);
6873         } while (next != page_list);
6874
6875         if (ug.memcg)
6876                 uncharge_batch(&ug);
6877 }
6878
6879 /**
6880  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6881  * @page: page to uncharge
6882  *
6883  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6884  */
6885 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6886 {
6887         struct uncharge_gather ug;
6888
6889         if (mem_cgroup_disabled())
6890                 return;
6891
6892         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6893         if (!page_memcg(page))
6894                 return;
6895
6896         uncharge_gather_clear(&ug);
6897         uncharge_page(page, &ug);
6898         uncharge_batch(&ug);
6899 }
6900
6901 /**
6902  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6903  * @page_list: list of pages to uncharge
6904  *
6905  * Uncharge a list of pages previously charged with
6906  * mem_cgroup_charge().
6907  */
6908 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6909 {
6910         if (mem_cgroup_disabled())
6911                 return;
6912
6913         if (!list_empty(page_list))
6914                 uncharge_list(page_list);
6915 }
6916
6917 /**
6918  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6919  * @oldpage: currently circulating page
6920  * @newpage: replacement page
6921  *
6922  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6923  * be uncharged upon free.
6924  *
6925  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6926  */
6927 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6928 {
6929         struct mem_cgroup *memcg;
6930         unsigned int nr_pages;
6931         unsigned long flags;
6932
6933         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6934         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6935         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6936         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6937                        newpage);
6938
6939         if (mem_cgroup_disabled())
6940                 return;
6941
6942         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6943         if (page_memcg(newpage))
6944                 return;
6945
6946         memcg = page_memcg(oldpage);
6947         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6948         if (!memcg)
6949                 return;
6950
6951         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6952         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6953
6954         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6955         if (do_memsw_account())
6956                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6957
6958         css_get(&memcg->css);
6959         commit_charge(newpage, memcg);
6960
6961         local_irq_save(flags);
6962         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6963         memcg_check_events(memcg, newpage);
6964         local_irq_restore(flags);
6965 }
6966
6967 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6968 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6969
6970 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6971 {
6972         struct mem_cgroup *memcg;
6973
6974         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6975                 return;
6976
6977         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6978         if (in_interrupt())
6979                 return;
6980
6981         rcu_read_lock();
6982         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6983         if (memcg == root_mem_cgroup)
6984                 goto out;
6985         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6986                 goto out;
6987         if (css_tryget(&memcg->css))
6988                 sk->sk_memcg = memcg;
6989 out:
6990         rcu_read_unlock();
6991 }
6992
6993 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6994 {
6995         if (sk->sk_memcg)
6996                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6997 }
6998
6999 /**
7000  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7001  * @memcg: memcg to charge
7002  * @nr_pages: number of pages to charge
7003  *
7004  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7005  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7006  */
7007 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7008 {
7009         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7010
7011         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7012                 struct page_counter *fail;
7013
7014                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7015                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7016                         return true;
7017                 }
7018                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7019                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7020                 return false;
7021         }
7022
7023         /* Don't block in the packet receive path */
7024         if (in_softirq())
7025                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7026
7027         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7028
7029         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7030                 return true;
7031
7032         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7033         return false;
7034 }
7035
7036 /**
7037  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7038  * @memcg: memcg to uncharge
7039  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7040  */
7041 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7042 {
7043         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7044                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7045                 return;
7046         }
7047
7048         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7049
7050         refill_stock(memcg, nr_pages);
7051 }
7052
7053 static int __init cgroup_memory(char *s)
7054 {
7055         char *token;
7056
7057         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7058                 if (!*token)
7059                         continue;
7060                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7061                         cgroup_memory_nosocket = true;
7062                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7063                         cgroup_memory_nokmem = true;
7064         }
7065         return 0;
7066 }
7067 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7068
7069 /*
7070  * subsys_initcall() for memory controller.
7071  *
7072  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7073  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7074  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7075  * should be initialized from here.
7076  */
7077 static int __init mem_cgroup_init(void)
7078 {
7079         int cpu, node;
7080
7081         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7082                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7083
7084         for_each_possible_cpu(cpu)
7085                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7086                           drain_local_stock);
7087
7088         for_each_node(node) {
7089                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7090
7091                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7092                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7093
7094                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7095                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7096                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7097                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7098         }
7099
7100         return 0;
7101 }
7102 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7103
7104 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7105 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7106 {
7107         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7108                 /*
7109                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7110                  * always be >= 1.
7111                  */
7112                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7113                         VM_BUG_ON(1);
7114                         break;
7115                 }
7116                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7117                 if (!memcg)
7118                         memcg = root_mem_cgroup;
7119         }
7120         return memcg;
7121 }
7122
7123 /**
7124  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7125  * @page: page whose memsw charge to transfer
7126  * @entry: swap entry to move the charge to
7127  *
7128  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7129  */
7130 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7131 {
7132         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7133         unsigned int nr_entries;
7134         unsigned short oldid;
7135
7136         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7137         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7138
7139         if (mem_cgroup_disabled())
7140                 return;
7141
7142         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7143                 return;
7144
7145         memcg = page_memcg(page);
7146
7147         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7148         if (!memcg)
7149                 return;
7150
7151         /*
7152          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7153          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7154          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7155          */
7156         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7157         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7158         /* Get references for the tail pages, too */
7159         if (nr_entries > 1)
7160                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7161         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7162                                    nr_entries);
7163         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7164         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7165
7166         page->memcg_data = 0;
7167
7168         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7169                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7170
7171         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7172                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7173                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7174                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7175         }
7176
7177         /*
7178          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7179          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7180          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7181          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7182          */
7183         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7184         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7185         memcg_check_events(memcg, page);
7186
7187         css_put(&memcg->css);
7188 }
7189
7190 /**
7191  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7192  * @page: page being added to swap
7193  * @entry: swap entry to charge
7194  *
7195  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7196  *
7197  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7198  */
7199 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7200 {
7201         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7202         struct page_counter *counter;
7203         struct mem_cgroup *memcg;
7204         unsigned short oldid;
7205
7206         if (mem_cgroup_disabled())
7207                 return 0;
7208
7209         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7210                 return 0;
7211
7212         memcg = page_memcg(page);
7213
7214         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7215         if (!memcg)
7216                 return 0;
7217
7218         if (!entry.val) {
7219                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7220                 return 0;
7221         }
7222
7223         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7224
7225         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7226             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7227                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7228                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7229                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7230                 return -ENOMEM;
7231         }
7232
7233         /* Get references for the tail pages, too */
7234         if (nr_pages > 1)
7235                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7236         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7237         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7238         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7239
7240         return 0;
7241 }
7242
7243 /**
7244  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7245  * @entry: swap entry to uncharge
7246  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7247  */
7248 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7249 {
7250         struct mem_cgroup *memcg;
7251         unsigned short id;
7252
7253         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7254         rcu_read_lock();
7255         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7256         if (memcg) {
7257                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7258                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7259                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7260                         else
7261                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7262                 }
7263                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7264                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7265         }
7266         rcu_read_unlock();
7267 }
7268
7269 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7270 {
7271         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7272
7273         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7274                 return nr_swap_pages;
7275         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7276                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7277                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7278                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7279         return nr_swap_pages;
7280 }
7281
7282 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7283 {
7284         struct mem_cgroup *memcg;
7285
7286         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7287
7288         if (vm_swap_full())
7289                 return true;
7290         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7291                 return false;
7292
7293         memcg = page_memcg(page);
7294         if (!memcg)
7295                 return false;
7296
7297         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7298                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7299
7300                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7301                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7302                         return true;
7303         }
7304
7305         return false;
7306 }
7307
7308 static int __init setup_swap_account(char *s)
7309 {
7310         if (!strcmp(s, "1"))
7311                 cgroup_memory_noswap = false;
7312         else if (!strcmp(s, "0"))
7313                 cgroup_memory_noswap = true;
7314         return 1;
7315 }
7316 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7317
7318 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7319                              struct cftype *cft)
7320 {
7321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7322
7323         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7324 }
7325
7326 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7327 {
7328         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7329                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7330 }
7331
7332 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7333                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7334 {
7335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7336         unsigned long high;
7337         int err;
7338
7339         buf = strstrip(buf);
7340         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7341         if (err)
7342                 return err;
7343
7344         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7345
7346         return nbytes;
7347 }
7348
7349 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7350 {
7351         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7352                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7353 }
7354
7355 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7356                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7357 {
7358         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7359         unsigned long max;
7360         int err;
7361
7362         buf = strstrip(buf);
7363         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7364         if (err)
7365                 return err;
7366
7367         xchg(&memcg->swap.max, max);
7368
7369         return nbytes;
7370 }
7371
7372 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7373 {
7374         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7375
7376         seq_printf(m, "high %lu\n",
7377                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7378         seq_printf(m, "max %lu\n",
7379                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7380         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7381                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7382
7383         return 0;
7384 }
7385
7386 static struct cftype swap_files[] = {
7387         {
7388                 .name = "swap.current",
7389                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7390                 .read_u64 = swap_current_read,
7391         },
7392         {
7393                 .name = "swap.high",
7394                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7395                 .seq_show = swap_high_show,
7396                 .write = swap_high_write,
7397         },
7398         {
7399                 .name = "swap.max",
7400                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7401                 .seq_show = swap_max_show,
7402                 .write = swap_max_write,
7403         },
7404         {
7405                 .name = "swap.events",
7406                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7407                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7408                 .seq_show = swap_events_show,
7409         },
7410         { }     /* terminate */
7411 };
7412
7413 static struct cftype memsw_files[] = {
7414         {
7415                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7416                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7417                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7418         },
7419         {
7420                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7421                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7422                 .write = mem_cgroup_reset,
7423                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7424         },
7425         {
7426                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7427                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7428                 .write = mem_cgroup_write,
7429                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7430         },
7431         {
7432                 .name = "memsw.failcnt",
7433                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7434                 .write = mem_cgroup_reset,
7435                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7436         },
7437         { },    /* terminate */
7438 };
7439
7440 /*
7441  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7442  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7443  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7444  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7445  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7446  */
7447 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7448 {
7449         /* No memory control -> no swap control */
7450         if (mem_cgroup_disabled())
7451                 cgroup_memory_noswap = true;
7452
7453         if (cgroup_memory_noswap)
7454                 return 0;
7455
7456         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7457         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7458
7459         return 0;
7460 }
7461 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7462
7463 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */