arm64/vdso: Discard .note.gnu.property sections in vDSO
[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 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
259                                unsigned int nr_pages);
260 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
261                                   unsigned int nr_pages);
262
263 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
264 {
265         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
266         struct mem_cgroup *memcg;
267         unsigned int nr_bytes;
268         unsigned int nr_pages;
269         unsigned long flags;
270
271         /*
272          * At this point all allocated objects are freed, and
273          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
274          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
275          *
276          * The following sequence can lead to it:
277          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
278          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
279          *          PAGE_SIZE bytes are charged
280          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
281          *          the stock if flushed,
282          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
283          * 5) CPU0: we do release this object,
284          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
285          * 6) CPU0: stock is flushed,
286          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
287          *
288          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
289          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
290          */
291         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
292         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
293         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
294
295         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
296         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
297         if (nr_pages)
298                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
299         list_del(&objcg->list);
300         mem_cgroup_put(memcg);
301         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
302
303         percpu_ref_exit(ref);
304         kfree_rcu(objcg, rcu);
305 }
306
307 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
308 {
309         struct obj_cgroup *objcg;
310         int ret;
311
312         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
313         if (!objcg)
314                 return NULL;
315
316         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
317                               GFP_KERNEL);
318         if (ret) {
319                 kfree(objcg);
320                 return NULL;
321         }
322         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
323         return objcg;
324 }
325
326 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
327                                   struct mem_cgroup *parent)
328 {
329         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
330
331         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
332
333         spin_lock_irq(&css_set_lock);
334
335         /* Move active objcg to the parent's list */
336         xchg(&objcg->memcg, parent);
337         css_get(&parent->css);
338         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
339
340         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
341         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
342                 css_get(&parent->css);
343                 xchg(&iter->memcg, parent);
344                 css_put(&memcg->css);
345         }
346         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
347
348         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
349
350         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
351 }
352
353 /*
354  * This will be used as a shrinker list's index.
355  * The main reason for not using cgroup id for this:
356  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
357  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
358  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
359  *  200 entry array for that.
360  *
361  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
362  * will double each time we have to increase it.
363  */
364 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
365 int memcg_nr_cache_ids;
366
367 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
368 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
369
370 void memcg_get_cache_ids(void)
371 {
372         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 void memcg_put_cache_ids(void)
376 {
377         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
378 }
379
380 /*
381  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
382  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
383  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
384  * tunable, but that is strictly not necessary.
385  *
386  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
387  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
388  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
389  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
390  * increase ours as well if it increases.
391  */
392 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
393 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
394
395 /*
396  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
397  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
398  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
399  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
400  */
401 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
402 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
403 #endif
404
405 static int memcg_shrinker_map_size;
406 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
407
408 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
409 {
410         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
411 }
412
413 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
414                                          int size, int old_size)
415 {
416         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
417         int nid;
418
419         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
420
421         for_each_node(nid) {
422                 old = rcu_dereference_protected(
423                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
424                 /* Not yet online memcg */
425                 if (!old)
426                         return 0;
427
428                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
429                 if (!new)
430                         return -ENOMEM;
431
432                 /* Set all old bits, clear all new bits */
433                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
434                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
435
436                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
437                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
438         }
439
440         return 0;
441 }
442
443 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
444 {
445         struct mem_cgroup_per_node *pn;
446         struct memcg_shrinker_map *map;
447         int nid;
448
449         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
450                 return;
451
452         for_each_node(nid) {
453                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
454                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
455                 kvfree(map);
456                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
457         }
458 }
459
460 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         struct memcg_shrinker_map *map;
463         int nid, size, ret = 0;
464
465         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
466                 return 0;
467
468         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
469         size = memcg_shrinker_map_size;
470         for_each_node(nid) {
471                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
472                 if (!map) {
473                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
474                         ret = -ENOMEM;
475                         break;
476                 }
477                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
478         }
479         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
480
481         return ret;
482 }
483
484 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
485 {
486         int size, old_size, ret = 0;
487         struct mem_cgroup *memcg;
488
489         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
490         old_size = memcg_shrinker_map_size;
491         if (size <= old_size)
492                 return 0;
493
494         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
495         if (!root_mem_cgroup)
496                 goto unlock;
497
498         for_each_mem_cgroup(memcg) {
499                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
500                         continue;
501                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
502                 if (ret) {
503                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
504                         goto unlock;
505                 }
506         }
507 unlock:
508         if (!ret)
509                 memcg_shrinker_map_size = size;
510         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
511         return ret;
512 }
513
514 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
515 {
516         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
517                 struct memcg_shrinker_map *map;
518
519                 rcu_read_lock();
520                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
521                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
522                 smp_mb__before_atomic();
523                 set_bit(shrinker_id, map->map);
524                 rcu_read_unlock();
525         }
526 }
527
528 /**
529  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
530  * @page: page of interest
531  *
532  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
533  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
534  * until it is released.
535  *
536  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
537  * is returned.
538  */
539 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
540 {
541         struct mem_cgroup *memcg;
542
543         memcg = page_memcg(page);
544
545         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
546                 memcg = root_mem_cgroup;
547
548         return &memcg->css;
549 }
550
551 /**
552  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
553  * @page: the page
554  *
555  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
556  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
557  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
558  *
559  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
560  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
561  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
562  * do not care (such as procfs interfaces).
563  */
564 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
565 {
566         struct mem_cgroup *memcg;
567         unsigned long ino = 0;
568
569         rcu_read_lock();
570         memcg = page_memcg_check(page);
571
572         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
573                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
574         if (memcg)
575                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
576         rcu_read_unlock();
577         return ino;
578 }
579
580 static struct mem_cgroup_per_node *
581 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
582 {
583         int nid = page_to_nid(page);
584
585         return memcg->nodeinfo[nid];
586 }
587
588 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
589 soft_limit_tree_node(int nid)
590 {
591         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
592 }
593
594 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
595 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
596 {
597         int nid = page_to_nid(page);
598
599         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
600 }
601
602 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
603                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
604                                          unsigned long new_usage_in_excess)
605 {
606         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
607         struct rb_node *parent = NULL;
608         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
609         bool rightmost = true;
610
611         if (mz->on_tree)
612                 return;
613
614         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
615         if (!mz->usage_in_excess)
616                 return;
617         while (*p) {
618                 parent = *p;
619                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
620                                         tree_node);
621                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
622                         p = &(*p)->rb_left;
623                         rightmost = false;
624                 } else {
625                         p = &(*p)->rb_right;
626                 }
627         }
628
629         if (rightmost)
630                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
631
632         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
633         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
634         mz->on_tree = true;
635 }
636
637 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
638                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
639 {
640         if (!mz->on_tree)
641                 return;
642
643         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
644                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
645
646         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
647         mz->on_tree = false;
648 }
649
650 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
651                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
652 {
653         unsigned long flags;
654
655         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
656         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
657         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
658 }
659
660 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
661 {
662         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
663         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
664         unsigned long excess = 0;
665
666         if (nr_pages > soft_limit)
667                 excess = nr_pages - soft_limit;
668
669         return excess;
670 }
671
672 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
673 {
674         unsigned long excess;
675         struct mem_cgroup_per_node *mz;
676         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
677
678         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
679         if (!mctz)
680                 return;
681         /*
682          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
683          * because their event counter is not touched.
684          */
685         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
686                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
687                 excess = soft_limit_excess(memcg);
688                 /*
689                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
690                  * mem is over its softlimit.
691                  */
692                 if (excess || mz->on_tree) {
693                         unsigned long flags;
694
695                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
696                         /* if on-tree, remove it */
697                         if (mz->on_tree)
698                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
699                         /*
700                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
701                          * If excess is 0, no tree ops.
702                          */
703                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
704                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
705                 }
706         }
707 }
708
709 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
710 {
711         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
712         struct mem_cgroup_per_node *mz;
713         int nid;
714
715         for_each_node(nid) {
716                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
717                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
718                 if (mctz)
719                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
720         }
721 }
722
723 static struct mem_cgroup_per_node *
724 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
725 {
726         struct mem_cgroup_per_node *mz;
727
728 retry:
729         mz = NULL;
730         if (!mctz->rb_rightmost)
731                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
732
733         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
734                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
735         /*
736          * Remove the node now but someone else can add it back,
737          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
738          * position in the tree.
739          */
740         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
741         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
742             !css_tryget(&mz->memcg->css))
743                 goto retry;
744 done:
745         return mz;
746 }
747
748 static struct mem_cgroup_per_node *
749 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
750 {
751         struct mem_cgroup_per_node *mz;
752
753         spin_lock_irq(&mctz->lock);
754         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
755         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
756         return mz;
757 }
758
759 /**
760  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
761  * @memcg: the memory cgroup
762  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
763  * @val: delta to add to the counter, can be negative
764  */
765 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
766 {
767         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
768
769         if (mem_cgroup_disabled())
770                 return;
771
772         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
773                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
774
775         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
776         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
777                 struct mem_cgroup *mi;
778
779                 /*
780                  * Batch local counters to keep them in sync with
781                  * the hierarchical ones.
782                  */
783                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
784                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
785                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
786                 x = 0;
787         }
788         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
789 }
790
791 static struct mem_cgroup_per_node *
792 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
793 {
794         struct mem_cgroup *parent;
795
796         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
797         if (!parent)
798                 return NULL;
799         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
800 }
801
802 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
803                               int val)
804 {
805         struct mem_cgroup_per_node *pn;
806         struct mem_cgroup *memcg;
807         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
808
809         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
810         memcg = pn->memcg;
811
812         /* Update memcg */
813         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
814
815         /* Update lruvec */
816         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
817
818         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
819                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
820
821         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
822         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
823                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
824                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
825
826                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
827                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
828                 x = 0;
829         }
830         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
831 }
832
833 /**
834  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
835  * @lruvec: the lruvec
836  * @idx: the stat item
837  * @val: delta to add to the counter, can be negative
838  *
839  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
840  * function updates the all three counters that are affected by a
841  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
842  */
843 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
844                         int val)
845 {
846         /* Update node */
847         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
848
849         /* Update memcg and lruvec */
850         if (!mem_cgroup_disabled())
851                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
852 }
853
854 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
855                              int val)
856 {
857         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
858         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
859         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
860         struct lruvec *lruvec;
861
862         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
863         if (!memcg) {
864                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
865                 return;
866         }
867
868         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
869         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
870 }
871 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
872
873 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
874 {
875         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
876         struct mem_cgroup *memcg;
877         struct lruvec *lruvec;
878
879         rcu_read_lock();
880         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
881
882         /*
883          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
884          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
885          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
886          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
887          */
888         if (!memcg) {
889                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
890         } else {
891                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
892                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
893         }
894         rcu_read_unlock();
895 }
896
897 /**
898  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
899  * @memcg: the memory cgroup
900  * @idx: the event item
901  * @count: the number of events that occured
902  */
903 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
904                           unsigned long count)
905 {
906         unsigned long x;
907
908         if (mem_cgroup_disabled())
909                 return;
910
911         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
912         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
913                 struct mem_cgroup *mi;
914
915                 /*
916                  * Batch local counters to keep them in sync with
917                  * the hierarchical ones.
918                  */
919                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
920                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
921                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
922                 x = 0;
923         }
924         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
925 }
926
927 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
928 {
929         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
930 }
931
932 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
933 {
934         long x = 0;
935         int cpu;
936
937         for_each_possible_cpu(cpu)
938                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
939         return x;
940 }
941
942 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
943                                          struct page *page,
944                                          int nr_pages)
945 {
946         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
947         if (nr_pages > 0)
948                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
949         else {
950                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
951                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
952         }
953
954         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
955 }
956
957 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
958                                        enum mem_cgroup_events_target target)
959 {
960         unsigned long val, next;
961
962         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
963         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
964         /* from time_after() in jiffies.h */
965         if ((long)(next - val) < 0) {
966                 switch (target) {
967                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
968                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
969                         break;
970                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
971                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
972                         break;
973                 default:
974                         break;
975                 }
976                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
977                 return true;
978         }
979         return false;
980 }
981
982 /*
983  * Check events in order.
984  *
985  */
986 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
987 {
988         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
989         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
991                 bool do_softlimit;
992
993                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
994                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
995                 mem_cgroup_threshold(memcg);
996                 if (unlikely(do_softlimit))
997                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
998         }
999 }
1000
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1002 {
1003         /*
1004          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1005          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1006          * So this can be called with p == NULL.
1007          */
1008         if (unlikely(!p))
1009                 return NULL;
1010
1011         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1014
1015 /**
1016  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1017  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1018  *
1019  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1020  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1021  * returned.
1022  */
1023 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1024 {
1025         struct mem_cgroup *memcg;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return NULL;
1029
1030         rcu_read_lock();
1031         do {
1032                 /*
1033                  * Page cache insertions can happen withou an
1034                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1035                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1036                  */
1037                 if (unlikely(!mm))
1038                         memcg = root_mem_cgroup;
1039                 else {
1040                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1041                         if (unlikely(!memcg))
1042                                 memcg = root_mem_cgroup;
1043                 }
1044         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1045         rcu_read_unlock();
1046         return memcg;
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1049
1050 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1051 {
1052         if (in_interrupt())
1053                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1054         else
1055                 return current->active_memcg;
1056 }
1057
1058 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1059 {
1060         struct mem_cgroup *memcg;
1061
1062         rcu_read_lock();
1063         memcg = active_memcg();
1064         /* remote memcg must hold a ref. */
1065         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         rcu_read_unlock();
1068
1069         return memcg;
1070 }
1071
1072 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1073 {
1074         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1075         if (unlikely(active_memcg()))
1076                 return false;
1077
1078         /* Memcg to charge can't be determined. */
1079         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1080                 return true;
1081
1082         return false;
1083 }
1084
1085 /**
1086  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1087  */
1088 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1089 {
1090         if (memcg_kmem_bypass())
1091                 return NULL;
1092
1093         if (unlikely(active_memcg()))
1094                 return get_active_memcg();
1095
1096         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1097 }
1098
1099 /**
1100  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1101  * @root: hierarchy root
1102  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1103  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1104  *
1105  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1106  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1107  *
1108  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1109  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1110  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1111  *
1112  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1113  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1114  * same node.
1115  */
1116 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1117                                    struct mem_cgroup *prev,
1118                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1119 {
1120         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1121         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1122         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1123         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1124
1125         if (mem_cgroup_disabled())
1126                 return NULL;
1127
1128         if (!root)
1129                 root = root_mem_cgroup;
1130
1131         if (prev && !reclaim)
1132                 pos = prev;
1133
1134         rcu_read_lock();
1135
1136         if (reclaim) {
1137                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1138
1139                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1140                 iter = &mz->iter;
1141
1142                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1143                         goto out_unlock;
1144
1145                 while (1) {
1146                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1147                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1148                                 break;
1149                         /*
1150                          * css reference reached zero, so iter->position will
1151                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1152                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1153                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1154                          * might block it. So we clear iter->position right
1155                          * away.
1156                          */
1157                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1158                 }
1159         }
1160
1161         if (pos)
1162                 css = &pos->css;
1163
1164         for (;;) {
1165                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1166                 if (!css) {
1167                         /*
1168                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1169                          * new one might jump in right at the end of
1170                          * the hierarchy - make sure they see at least
1171                          * one group and restart from the beginning.
1172                          */
1173                         if (!prev)
1174                                 continue;
1175                         break;
1176                 }
1177
1178                 /*
1179                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1180                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1181                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1182                  */
1183                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1184
1185                 if (css == &root->css)
1186                         break;
1187
1188                 if (css_tryget(css))
1189                         break;
1190
1191                 memcg = NULL;
1192         }
1193
1194         if (reclaim) {
1195                 /*
1196                  * The position could have already been updated by a competing
1197                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1198                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1199                  */
1200                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1201
1202                 if (pos)
1203                         css_put(&pos->css);
1204
1205                 if (!memcg)
1206                         iter->generation++;
1207                 else if (!prev)
1208                         reclaim->generation = iter->generation;
1209         }
1210
1211 out_unlock:
1212         rcu_read_unlock();
1213         if (prev && prev != root)
1214                 css_put(&prev->css);
1215
1216         return memcg;
1217 }
1218
1219 /**
1220  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1221  * @root: hierarchy root
1222  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1223  */
1224 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1225                            struct mem_cgroup *prev)
1226 {
1227         if (!root)
1228                 root = root_mem_cgroup;
1229         if (prev && prev != root)
1230                 css_put(&prev->css);
1231 }
1232
1233 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1234                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1235 {
1236         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1237         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1238         int nid;
1239
1240         for_each_node(nid) {
1241                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1242                 iter = &mz->iter;
1243                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1244         }
1245 }
1246
1247 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1248 {
1249         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1250         struct mem_cgroup *last;
1251
1252         do {
1253                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1254                 last = memcg;
1255         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1256
1257         /*
1258          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1259          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1260          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1261          * dead_memcg from cgroup root separately.
1262          */
1263         if (last != root_mem_cgroup)
1264                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1265                                                 dead_memcg);
1266 }
1267
1268 /**
1269  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1270  * @memcg: hierarchy root
1271  * @fn: function to call for each task
1272  * @arg: argument passed to @fn
1273  *
1274  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1275  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1276  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1277  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1278  *
1279  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1280  */
1281 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1282                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1283 {
1284         struct mem_cgroup *iter;
1285         int ret = 0;
1286
1287         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1288
1289         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1290                 struct css_task_iter it;
1291                 struct task_struct *task;
1292
1293                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1294                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1295                         ret = fn(task, arg);
1296                 css_task_iter_end(&it);
1297                 if (ret) {
1298                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1299                         break;
1300                 }
1301         }
1302         return ret;
1303 }
1304
1305 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1306 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1307 {
1308         struct mem_cgroup *memcg;
1309
1310         if (mem_cgroup_disabled())
1311                 return;
1312
1313         memcg = page_memcg(page);
1314
1315         if (!memcg)
1316                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1317         else
1318                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1319 }
1320 #endif
1321
1322 /**
1323  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1324  * @page: the page
1325  *
1326  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1327  * - page locked
1328  * - PageLRU cleared
1329  * - lock_page_memcg()
1330  * - page->_refcount is zero
1331  */
1332 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1333 {
1334         struct lruvec *lruvec;
1335         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1336
1337         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1338         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1339
1340         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1341
1342         return lruvec;
1343 }
1344
1345 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1346 {
1347         struct lruvec *lruvec;
1348         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1349
1350         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1351         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1352
1353         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1354
1355         return lruvec;
1356 }
1357
1358 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1359 {
1360         struct lruvec *lruvec;
1361         struct pglist_data *pgdat = page_pgdat(page);
1362
1363         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
1364         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1365
1366         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1367
1368         return lruvec;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1373  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1374  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1375  * @zid: zone id of the accounted pages
1376  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1377  *
1378  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1379  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1380  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1381  */
1382 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1383                                 int zid, int nr_pages)
1384 {
1385         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1386         unsigned long *lru_size;
1387         long size;
1388
1389         if (mem_cgroup_disabled())
1390                 return;
1391
1392         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1393         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1394
1395         if (nr_pages < 0)
1396                 *lru_size += nr_pages;
1397
1398         size = *lru_size;
1399         if (WARN_ONCE(size < 0,
1400                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1401                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1402                 VM_BUG_ON(1);
1403                 *lru_size = 0;
1404         }
1405
1406         if (nr_pages > 0)
1407                 *lru_size += nr_pages;
1408 }
1409
1410 /**
1411  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1412  * @memcg: the memory cgroup
1413  *
1414  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1415  * pages.
1416  */
1417 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         unsigned long margin = 0;
1420         unsigned long count;
1421         unsigned long limit;
1422
1423         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1424         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1425         if (count < limit)
1426                 margin = limit - count;
1427
1428         if (do_memsw_account()) {
1429                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1430                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1431                 if (count < limit)
1432                         margin = min(margin, limit - count);
1433                 else
1434                         margin = 0;
1435         }
1436
1437         return margin;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1442  *
1443  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1444  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1445  * caused by "move".
1446  */
1447 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1448 {
1449         struct mem_cgroup *from;
1450         struct mem_cgroup *to;
1451         bool ret = false;
1452         /*
1453          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1454          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1455          */
1456         spin_lock(&mc.lock);
1457         from = mc.from;
1458         to = mc.to;
1459         if (!from)
1460                 goto unlock;
1461
1462         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1463                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1464 unlock:
1465         spin_unlock(&mc.lock);
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1472                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1473                         DEFINE_WAIT(wait);
1474                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1475                         /* moving charge context might have finished. */
1476                         if (mc.moving_task)
1477                                 schedule();
1478                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1479                         return true;
1480                 }
1481         }
1482         return false;
1483 }
1484
1485 struct memory_stat {
1486         const char *name;
1487         unsigned int idx;
1488 };
1489
1490 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1491         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1492         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1493         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1494         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1495         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1496         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1497         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1498         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1499         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1500         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1501 #ifdef CONFIG_SWAP
1502         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1503 #endif
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1506         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1507         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1508 #endif
1509         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1510         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1511         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1512         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1513         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1514         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1515         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1516
1517         /* The memory events */
1518         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1519         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1520         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1521         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1522         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1523         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1524         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1525 };
1526
1527 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1528 static int memcg_page_state_unit(int item)
1529 {
1530         switch (item) {
1531         case MEMCG_PERCPU_B:
1532         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1533         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1534         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1535         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1536         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1537         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1538         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1539         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1540         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1541                 return 1;
1542         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1543                 return SZ_1K;
1544         default:
1545                 return PAGE_SIZE;
1546         }
1547 }
1548
1549 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1550                                                     int item)
1551 {
1552         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1553 }
1554
1555 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         struct seq_buf s;
1558         int i;
1559
1560         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1561         if (!s.buffer)
1562                 return NULL;
1563
1564         /*
1565          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1566          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1567          *
1568          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1569          * 1) generic big picture -> specifics and details
1570          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1571          *
1572          * Current memory state:
1573          */
1574
1575         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1576                 u64 size;
1577
1578                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1579                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1580
1581                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1582                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1583                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1584                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1585                 }
1586         }
1587
1588         /* Accumulated memory events */
1589
1590         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1591                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1593                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1594         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1595                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1596         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1597                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1598                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1599         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1600                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1601                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1603                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1605                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1607                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1608         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1609                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1610
1611 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1613                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1614         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1615                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1616 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1617
1618         /* The above should easily fit into one page */
1619         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1620
1621         return s.buffer;
1622 }
1623
1624 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1625 /**
1626  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1627  * memory controller.
1628  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1629  * @p: Task that is going to be killed
1630  *
1631  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1632  * enabled
1633  */
1634 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1635 {
1636         rcu_read_lock();
1637
1638         if (memcg) {
1639                 pr_cont(",oom_memcg=");
1640                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1641         } else
1642                 pr_cont(",global_oom");
1643         if (p) {
1644                 pr_cont(",task_memcg=");
1645                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1646         }
1647         rcu_read_unlock();
1648 }
1649
1650 /**
1651  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1652  * memory controller.
1653  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1654  */
1655 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1656 {
1657         char *buf;
1658
1659         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1660                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1661                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1662         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1663                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1664                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1665                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1666         else {
1667                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1668                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1669                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1670                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1671                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1672                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1673         }
1674
1675         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1676         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1677         pr_cont(":");
1678         buf = memory_stat_format(memcg);
1679         if (!buf)
1680                 return;
1681         pr_info("%s", buf);
1682         kfree(buf);
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1687  */
1688 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1689 {
1690         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1691
1692         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1693                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1694                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1695                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1696         } else { /* v1 */
1697                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1698                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1699                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1700
1701                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1702                 }
1703         }
1704         return max;
1705 }
1706
1707 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         return page_counter_read(&memcg->memory);
1710 }
1711
1712 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1713                                      int order)
1714 {
1715         struct oom_control oc = {
1716                 .zonelist = NULL,
1717                 .nodemask = NULL,
1718                 .memcg = memcg,
1719                 .gfp_mask = gfp_mask,
1720                 .order = order,
1721         };
1722         bool ret = true;
1723
1724         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1725                 return true;
1726
1727         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1728                 goto unlock;
1729
1730         /*
1731          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1732          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1733          */
1734         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1735
1736 unlock:
1737         mutex_unlock(&oom_lock);
1738         return ret;
1739 }
1740
1741 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1742                                    pg_data_t *pgdat,
1743                                    gfp_t gfp_mask,
1744                                    unsigned long *total_scanned)
1745 {
1746         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1747         int total = 0;
1748         int loop = 0;
1749         unsigned long excess;
1750         unsigned long nr_scanned;
1751         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1752                 .pgdat = pgdat,
1753         };
1754
1755         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1756
1757         while (1) {
1758                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1759                 if (!victim) {
1760                         loop++;
1761                         if (loop >= 2) {
1762                                 /*
1763                                  * If we have not been able to reclaim
1764                                  * anything, it might because there are
1765                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1766                                  */
1767                                 if (!total)
1768                                         break;
1769                                 /*
1770                                  * We want to do more targeted reclaim.
1771                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1772                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1773                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1774                                  */
1775                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1776                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1777                                         break;
1778                         }
1779                         continue;
1780                 }
1781                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1782                                         pgdat, &nr_scanned);
1783                 *total_scanned += nr_scanned;
1784                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1785                         break;
1786         }
1787         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1788         return total;
1789 }
1790
1791 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1792 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1793         .name = "memcg_oom_lock",
1794 };
1795 #endif
1796
1797 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1798
1799 /*
1800  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1801  * If someone is running, return false.
1802  */
1803 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1806
1807         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1808
1809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1810                 if (iter->oom_lock) {
1811                         /*
1812                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1813                          * so we cannot give a lock.
1814                          */
1815                         failed = iter;
1816                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1817                         break;
1818                 } else
1819                         iter->oom_lock = true;
1820         }
1821
1822         if (failed) {
1823                 /*
1824                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1825                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1826                  */
1827                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1828                         if (iter == failed) {
1829                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1830                                 break;
1831                         }
1832                         iter->oom_lock = false;
1833                 }
1834         } else
1835                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1836
1837         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1838
1839         return !failed;
1840 }
1841
1842 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1843 {
1844         struct mem_cgroup *iter;
1845
1846         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1847         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1849                 iter->oom_lock = false;
1850         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1851 }
1852
1853 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         struct mem_cgroup *iter;
1856
1857         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1858         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1859                 iter->under_oom++;
1860         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1861 }
1862
1863 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1864 {
1865         struct mem_cgroup *iter;
1866
1867         /*
1868          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1869          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1870          */
1871         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1872         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1873                 if (iter->under_oom > 0)
1874                         iter->under_oom--;
1875         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1876 }
1877
1878 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1879
1880 struct oom_wait_info {
1881         struct mem_cgroup *memcg;
1882         wait_queue_entry_t      wait;
1883 };
1884
1885 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1886         unsigned mode, int sync, void *arg)
1887 {
1888         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1889         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1890         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1891
1892         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1893         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1894
1895         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1896             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1897                 return 0;
1898         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1899 }
1900
1901 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1902 {
1903         /*
1904          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1905          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1906          * this function is called as a result of userland actions
1907          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1908          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1909          * triggering notification.
1910          */
1911         if (memcg && memcg->under_oom)
1912                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1913 }
1914
1915 enum oom_status {
1916         OOM_SUCCESS,
1917         OOM_FAILED,
1918         OOM_ASYNC,
1919         OOM_SKIPPED
1920 };
1921
1922 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1923 {
1924         enum oom_status ret;
1925         bool locked;
1926
1927         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1928                 return OOM_SKIPPED;
1929
1930         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1931
1932         /*
1933          * We are in the middle of the charge context here, so we
1934          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1935          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1936          *
1937          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1938          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1939          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1940          * released.
1941          *
1942          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1943          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1944          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1945          * invoke the oom killer here.
1946          *
1947          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1948          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1949          */
1950         if (memcg->oom_kill_disable) {
1951                 if (!current->in_user_fault)
1952                         return OOM_SKIPPED;
1953                 css_get(&memcg->css);
1954                 current->memcg_in_oom = memcg;
1955                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1956                 current->memcg_oom_order = order;
1957
1958                 return OOM_ASYNC;
1959         }
1960
1961         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1962
1963         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1964
1965         if (locked)
1966                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1967
1968         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1969         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1970                 ret = OOM_SUCCESS;
1971         else
1972                 ret = OOM_FAILED;
1973
1974         if (locked)
1975                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1976
1977         return ret;
1978 }
1979
1980 /**
1981  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1982  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1983  *
1984  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1985  * handler was enabled.
1986  *
1987  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1988  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1989  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1990  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1991  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1992  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1993  *
1994  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1995  * completed, %false otherwise.
1996  */
1997 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1998 {
1999         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2000         struct oom_wait_info owait;
2001         bool locked;
2002
2003         /* OOM is global, do not handle */
2004         if (!memcg)
2005                 return false;
2006
2007         if (!handle)
2008                 goto cleanup;
2009
2010         owait.memcg = memcg;
2011         owait.wait.flags = 0;
2012         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2013         owait.wait.private = current;
2014         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2015
2016         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2017         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2018
2019         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2020
2021         if (locked)
2022                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2023
2024         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2025                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2026                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2027                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2028                                          current->memcg_oom_order);
2029         } else {
2030                 schedule();
2031                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2032                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2033         }
2034
2035         if (locked) {
2036                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2037                 /*
2038                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2039                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2040                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2041                  */
2042                 memcg_oom_recover(memcg);
2043         }
2044 cleanup:
2045         current->memcg_in_oom = NULL;
2046         css_put(&memcg->css);
2047         return true;
2048 }
2049
2050 /**
2051  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2052  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2053  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2054  *
2055  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2056  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2057  *
2058  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2059  */
2060 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2061                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2062 {
2063         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2064         struct mem_cgroup *memcg;
2065
2066         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2067                 return NULL;
2068
2069         if (!oom_domain)
2070                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2071
2072         rcu_read_lock();
2073
2074         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2075         if (memcg == root_mem_cgroup)
2076                 goto out;
2077
2078         /*
2079          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2080          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2081          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2082          */
2083         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2084                 goto out;
2085
2086         /*
2087          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2088          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2089          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2090          */
2091         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2092                 if (memcg->oom_group)
2093                         oom_group = memcg;
2094
2095                 if (memcg == oom_domain)
2096                         break;
2097         }
2098
2099         if (oom_group)
2100                 css_get(&oom_group->css);
2101 out:
2102         rcu_read_unlock();
2103
2104         return oom_group;
2105 }
2106
2107 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2108 {
2109         pr_info("Tasks in ");
2110         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2111         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2112 }
2113
2114 /**
2115  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2116  * @page: the page
2117  *
2118  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2119  * another cgroup.
2120  *
2121  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2122  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2123  * when @page might get freed inside the locked section.
2124  */
2125 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2126 {
2127         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2128         struct mem_cgroup *memcg;
2129         unsigned long flags;
2130
2131         /*
2132          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2133          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2134          * because page moving starts with an RCU grace period.
2135          *
2136          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2137          * the page state that is going to change is the only thing
2138          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2139          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2140          * keep off truncation, migration and so forth.
2141          */
2142         rcu_read_lock();
2143
2144         if (mem_cgroup_disabled())
2145                 return NULL;
2146 again:
2147         memcg = page_memcg(head);
2148         if (unlikely(!memcg))
2149                 return NULL;
2150
2151 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2152         local_irq_save(flags);
2153         might_lock(&memcg->move_lock);
2154         local_irq_restore(flags);
2155 #endif
2156
2157         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2158                 return memcg;
2159
2160         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2161         if (memcg != page_memcg(head)) {
2162                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2163                 goto again;
2164         }
2165
2166         /*
2167          * When charge migration first begins, we can have locked and
2168          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2169          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2170          */
2171         memcg->move_lock_task = current;
2172         memcg->move_lock_flags = flags;
2173
2174         return memcg;
2175 }
2176 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2177
2178 /**
2179  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2180  * @memcg: the memcg
2181  *
2182  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2183  */
2184 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2185 {
2186         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2187                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2188
2189                 memcg->move_lock_task = NULL;
2190                 memcg->move_lock_flags = 0;
2191
2192                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2193         }
2194
2195         rcu_read_unlock();
2196 }
2197
2198 /**
2199  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2200  * @page: the page
2201  */
2202 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2203 {
2204         struct page *head = compound_head(page);
2205
2206         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2209
2210 struct memcg_stock_pcp {
2211         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2212         unsigned int nr_pages;
2213
2214 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2215         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2216         unsigned int nr_bytes;
2217 #endif
2218
2219         struct work_struct work;
2220         unsigned long flags;
2221 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2222 };
2223 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2224 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2225
2226 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2227 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2228 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2229                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2230
2231 #else
2232 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2233 {
2234 }
2235 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2236                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2237 {
2238         return false;
2239 }
2240 #endif
2241
2242 /**
2243  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2244  * @memcg: memcg to consume from.
2245  * @nr_pages: how many pages to charge.
2246  *
2247  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2248  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2249  * service an allocation will refill the stock.
2250  *
2251  * returns true if successful, false otherwise.
2252  */
2253 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2254 {
2255         struct memcg_stock_pcp *stock;
2256         unsigned long flags;
2257         bool ret = false;
2258
2259         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2260                 return ret;
2261
2262         local_irq_save(flags);
2263
2264         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2265         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2266                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2267                 ret = true;
2268         }
2269
2270         local_irq_restore(flags);
2271
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2277  */
2278 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2279 {
2280         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2281
2282         if (!old)
2283                 return;
2284
2285         if (stock->nr_pages) {
2286                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2287                 if (do_memsw_account())
2288                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2289                 stock->nr_pages = 0;
2290         }
2291
2292         css_put(&old->css);
2293         stock->cached = NULL;
2294 }
2295
2296 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2297 {
2298         struct memcg_stock_pcp *stock;
2299         unsigned long flags;
2300
2301         /*
2302          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2303          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2304          */
2305         local_irq_save(flags);
2306
2307         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2308         drain_obj_stock(stock);
2309         drain_stock(stock);
2310         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2311
2312         local_irq_restore(flags);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2317  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2318  */
2319 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2320 {
2321         struct memcg_stock_pcp *stock;
2322         unsigned long flags;
2323
2324         local_irq_save(flags);
2325
2326         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2327         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2328                 drain_stock(stock);
2329                 css_get(&memcg->css);
2330                 stock->cached = memcg;
2331         }
2332         stock->nr_pages += nr_pages;
2333
2334         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2335                 drain_stock(stock);
2336
2337         local_irq_restore(flags);
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2342  * of the hierarchy under it.
2343  */
2344 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2345 {
2346         int cpu, curcpu;
2347
2348         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2349         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2350                 return;
2351         /*
2352          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2353          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2354          * as well as workers from this path always operate on the local
2355          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2356          */
2357         curcpu = get_cpu();
2358         for_each_online_cpu(cpu) {
2359                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2360                 struct mem_cgroup *memcg;
2361                 bool flush = false;
2362
2363                 rcu_read_lock();
2364                 memcg = stock->cached;
2365                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2366                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2367                         flush = true;
2368                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2369                         flush = true;
2370                 rcu_read_unlock();
2371
2372                 if (flush &&
2373                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2374                         if (cpu == curcpu)
2375                                 drain_local_stock(&stock->work);
2376                         else
2377                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2378                 }
2379         }
2380         put_cpu();
2381         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2382 }
2383
2384 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2385 {
2386         struct memcg_stock_pcp *stock;
2387         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2388
2389         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2390         drain_stock(stock);
2391
2392         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2393                 int i;
2394
2395                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2396                         int nid;
2397                         long x;
2398
2399                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2400                         if (x)
2401                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2402                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2403
2404                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2405                                 continue;
2406
2407                         for_each_node(nid) {
2408                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2409
2410                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2411                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2412                                 if (x)
2413                                         do {
2414                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2415                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2416                         }
2417                 }
2418
2419                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2420                         long x;
2421
2422                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2423                         if (x)
2424                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2425                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2426                 }
2427         }
2428
2429         return 0;
2430 }
2431
2432 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2433                                   unsigned int nr_pages,
2434                                   gfp_t gfp_mask)
2435 {
2436         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2437
2438         do {
2439                 unsigned long pflags;
2440
2441                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2442                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2443                         continue;
2444
2445                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2446
2447                 psi_memstall_enter(&pflags);
2448                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2449                                                              gfp_mask, true);
2450                 psi_memstall_leave(&pflags);
2451         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2452                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2453
2454         return nr_reclaimed;
2455 }
2456
2457 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2458 {
2459         struct mem_cgroup *memcg;
2460
2461         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2462         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2467  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2468  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2469  */
2470 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2471
2472 /*
2473  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2474  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2475  * below.
2476  *
2477  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2478  *   overage ratio to a delay.
2479  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2480  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2481  *   to produce a reasonable delay curve.
2482  *
2483  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2484  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2485  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2486  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2487  * example, with a high of 100 megabytes:
2488  *
2489  *  +-------+------------------------+
2490  *  | usage | time to allocate in ms |
2491  *  +-------+------------------------+
2492  *  | 100M  |                      0 |
2493  *  | 101M  |                      6 |
2494  *  | 102M  |                     25 |
2495  *  | 103M  |                     57 |
2496  *  | 104M  |                    102 |
2497  *  | 105M  |                    159 |
2498  *  | 106M  |                    230 |
2499  *  | 107M  |                    313 |
2500  *  | 108M  |                    409 |
2501  *  | 109M  |                    518 |
2502  *  | 110M  |                    639 |
2503  *  | 111M  |                    774 |
2504  *  | 112M  |                    921 |
2505  *  | 113M  |                   1081 |
2506  *  | 114M  |                   1254 |
2507  *  | 115M  |                   1439 |
2508  *  | 116M  |                   1638 |
2509  *  | 117M  |                   1849 |
2510  *  | 118M  |                   2000 |
2511  *  | 119M  |                   2000 |
2512  *  | 120M  |                   2000 |
2513  *  +-------+------------------------+
2514  */
2515  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2516  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2517
2518 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2519 {
2520         u64 overage;
2521
2522         if (usage <= high)
2523                 return 0;
2524
2525         /*
2526          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2527          * it was a threshold of 1 page
2528          */
2529         high = max(high, 1UL);
2530
2531         overage = usage - high;
2532         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2533         return div64_u64(overage, high);
2534 }
2535
2536 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2537 {
2538         u64 overage, max_overage = 0;
2539
2540         do {
2541                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2542                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2543                 max_overage = max(overage, max_overage);
2544         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2545                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2546
2547         return max_overage;
2548 }
2549
2550 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2551 {
2552         u64 overage, max_overage = 0;
2553
2554         do {
2555                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2556                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2557                 if (overage)
2558                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2559                 max_overage = max(overage, max_overage);
2560         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2561                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2562
2563         return max_overage;
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2568  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2569  */
2570 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2571                                           unsigned int nr_pages,
2572                                           u64 max_overage)
2573 {
2574         unsigned long penalty_jiffies;
2575
2576         if (!max_overage)
2577                 return 0;
2578
2579         /*
2580          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2581          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2582          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2583          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2584          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2585          * overage amount.
2586          */
2587         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2588         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2589         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2590
2591         /*
2592          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2593          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2594          * 4N-sized allocation.
2595          *
2596          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2597          * larger the current charge patch is than that.
2598          */
2599         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2604  * and reclaims memory over the high limit.
2605  */
2606 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2607 {
2608         unsigned long penalty_jiffies;
2609         unsigned long pflags;
2610         unsigned long nr_reclaimed;
2611         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2612         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2613         struct mem_cgroup *memcg;
2614         bool in_retry = false;
2615
2616         if (likely(!nr_pages))
2617                 return;
2618
2619         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2620         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2621
2622 retry_reclaim:
2623         /*
2624          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2625          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2626          * or breaching resource isolation.
2627          *
2628          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2629          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2630          * allocator run every time an allocation is made.
2631          */
2632         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2633                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2634                                     GFP_KERNEL);
2635
2636         /*
2637          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2638          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2639          */
2640         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2641                                                mem_find_max_overage(memcg));
2642
2643         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2644                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2645
2646         /*
2647          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2648          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2649          * extremely slowly.
2650          */
2651         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2652
2653         /*
2654          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2655          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2656          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2657          * been aggressively reclaimed enough yet.
2658          */
2659         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2660                 goto out;
2661
2662         /*
2663          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2664          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2665          * throttling.
2666          */
2667         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2668                 in_retry = true;
2669                 goto retry_reclaim;
2670         }
2671
2672         /*
2673          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2674          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2675          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2676          */
2677         psi_memstall_enter(&pflags);
2678         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2679         psi_memstall_leave(&pflags);
2680
2681 out:
2682         css_put(&memcg->css);
2683 }
2684
2685 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2686                       unsigned int nr_pages)
2687 {
2688         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2689         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2690         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2691         struct page_counter *counter;
2692         enum oom_status oom_status;
2693         unsigned long nr_reclaimed;
2694         bool may_swap = true;
2695         bool drained = false;
2696         unsigned long pflags;
2697
2698         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2699                 return 0;
2700 retry:
2701         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2702                 return 0;
2703
2704         if (!do_memsw_account() ||
2705             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2706                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2707                         goto done_restock;
2708                 if (do_memsw_account())
2709                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2710                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2711         } else {
2712                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2713                 may_swap = false;
2714         }
2715
2716         if (batch > nr_pages) {
2717                 batch = nr_pages;
2718                 goto retry;
2719         }
2720
2721         /*
2722          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2723          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2724          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2725          * and let these go through as privileged allocations.
2726          */
2727         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2728                 goto force;
2729
2730         /*
2731          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2732          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2733          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2734          * free their memory.
2735          */
2736         if (unlikely(should_force_charge()))
2737                 goto force;
2738
2739         /*
2740          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2741          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2742          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2743          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2744          */
2745         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2746                 goto force;
2747
2748         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2749                 goto nomem;
2750
2751         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2752                 goto nomem;
2753
2754         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2755
2756         psi_memstall_enter(&pflags);
2757         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2758                                                     gfp_mask, may_swap);
2759         psi_memstall_leave(&pflags);
2760
2761         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2762                 goto retry;
2763
2764         if (!drained) {
2765                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2766                 drained = true;
2767                 goto retry;
2768         }
2769
2770         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2771                 goto nomem;
2772         /*
2773          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2774          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2775          * before killing the task.
2776          *
2777          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2778          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2779          * to regular pages anyway in case of failure.
2780          */
2781         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2782                 goto retry;
2783         /*
2784          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2785          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2786          */
2787         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2788                 goto retry;
2789
2790         if (nr_retries--)
2791                 goto retry;
2792
2793         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2794                 goto nomem;
2795
2796         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2797                 goto force;
2798
2799         if (fatal_signal_pending(current))
2800                 goto force;
2801
2802         /*
2803          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2804          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2805          * couldn't make any progress.
2806          */
2807         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2808                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2809         switch (oom_status) {
2810         case OOM_SUCCESS:
2811                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2812                 goto retry;
2813         case OOM_FAILED:
2814                 goto force;
2815         default:
2816                 goto nomem;
2817         }
2818 nomem:
2819         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2820                 return -ENOMEM;
2821 force:
2822         /*
2823          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2824          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2825          * temporarily by force charging it.
2826          */
2827         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2828         if (do_memsw_account())
2829                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2830
2831         return 0;
2832
2833 done_restock:
2834         if (batch > nr_pages)
2835                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2836
2837         /*
2838          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2839          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2840          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2841          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2842          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2843          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2844          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2845          */
2846         do {
2847                 bool mem_high, swap_high;
2848
2849                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2850                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2851                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2852                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2853
2854                 /* Don't bother a random interrupted task */
2855                 if (in_interrupt()) {
2856                         if (mem_high) {
2857                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2858                                 break;
2859                         }
2860                         continue;
2861                 }
2862
2863                 if (mem_high || swap_high) {
2864                         /*
2865                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2866                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2867                          * of the memory or swap footprints.
2868                          *
2869                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2870                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2871                          * based on how much each task is actually allocating.
2872                          */
2873                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2874                         set_notify_resume(current);
2875                         break;
2876                 }
2877         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2878
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2883 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2884 {
2885         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2886                 return;
2887
2888         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2889         if (do_memsw_account())
2890                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2891 }
2892 #endif
2893
2894 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2895 {
2896         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2897         /*
2898          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2899          *
2900          * - the page lock
2901          * - LRU isolation
2902          * - lock_page_memcg()
2903          * - exclusive reference
2904          */
2905         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2906 }
2907
2908 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2909 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2910                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2911 {
2912         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2913         unsigned long memcg_data;
2914         void *vec;
2915
2916         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2917                            page_to_nid(page));
2918         if (!vec)
2919                 return -ENOMEM;
2920
2921         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2922         if (new_page) {
2923                 /*
2924                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2925                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2926                  * memcg_data can be simply assigned.
2927                  */
2928                 page->memcg_data = memcg_data;
2929         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2930                 /*
2931                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2932                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2933                  * objcg vector should be reused.
2934                  */
2935                 kfree(vec);
2936                 return 0;
2937         }
2938
2939         kmemleak_not_leak(vec);
2940         return 0;
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2945  *
2946  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2947  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2948  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2949  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2950  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2951  *
2952  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2953  * cgroup_mutex, etc.
2954  */
2955 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2956 {
2957         struct page *page;
2958
2959         if (mem_cgroup_disabled())
2960                 return NULL;
2961
2962         page = virt_to_head_page(p);
2963
2964         /*
2965          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2966          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2967          * the page->obj_cgroups.
2968          */
2969         if (page_objcgs_check(page)) {
2970                 struct obj_cgroup *objcg;
2971                 unsigned int off;
2972
2973                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2974                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2975                 if (objcg)
2976                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2977
2978                 return NULL;
2979         }
2980
2981         /*
2982          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2983          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2984          * at that moment, but it can be set concurrently.
2985          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2986          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2987          */
2988         return page_memcg_check(page);
2989 }
2990
2991 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2992 {
2993         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2994         struct mem_cgroup *memcg;
2995
2996         if (memcg_kmem_bypass())
2997                 return NULL;
2998
2999         rcu_read_lock();
3000         if (unlikely(active_memcg()))
3001                 memcg = active_memcg();
3002         else
3003                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3004
3005         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3006                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3007                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
3008                         break;
3009                 objcg = NULL;
3010         }
3011         rcu_read_unlock();
3012
3013         return objcg;
3014 }
3015
3016 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3017 {
3018         int id, size;
3019         int err;
3020
3021         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3022                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3023         if (id < 0)
3024                 return id;
3025
3026         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3027                 return id;
3028
3029         /*
3030          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3031          * so we have to grow them.
3032          */
3033         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3034
3035         size = 2 * (id + 1);
3036         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3037                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3038         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3039                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3040
3041         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3042         if (!err)
3043                 memcg_nr_cache_ids = size;
3044
3045         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3046
3047         if (err) {
3048                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3049                 return err;
3050         }
3051         return id;
3052 }
3053
3054 static void memcg_free_cache_id(int id)
3055 {
3056         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3057 }
3058
3059 /**
3060  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3061  * @memcg: memory cgroup to charge
3062  * @gfp: reclaim mode
3063  * @nr_pages: number of pages to charge
3064  *
3065  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3066  */
3067 static int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3068                                unsigned int nr_pages)
3069 {
3070         struct page_counter *counter;
3071         int ret;
3072
3073         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3074         if (ret)
3075                 return ret;
3076
3077         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3078             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3079
3080                 /*
3081                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3082                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3083                  * handling code.
3084                  */
3085                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3086                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3087                         return 0;
3088                 }
3089                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3090                 return -ENOMEM;
3091         }
3092         return 0;
3093 }
3094
3095 /**
3096  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3097  * @memcg: memcg to uncharge
3098  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3099  */
3100 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3101 {
3102         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3103                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3104
3105         refill_stock(memcg, nr_pages);
3106 }
3107
3108 /**
3109  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3110  * @page: page to charge
3111  * @gfp: reclaim mode
3112  * @order: allocation order
3113  *
3114  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3115  */
3116 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3117 {
3118         struct mem_cgroup *memcg;
3119         int ret = 0;
3120
3121         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3122         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3123                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3124                 if (!ret) {
3125                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3126                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3127                         return 0;
3128                 }
3129                 css_put(&memcg->css);
3130         }
3131         return ret;
3132 }
3133
3134 /**
3135  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3136  * @page: page to uncharge
3137  * @order: allocation order
3138  */
3139 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3140 {
3141         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3142         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3143
3144         if (!memcg)
3145                 return;
3146
3147         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3148         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3149         page->memcg_data = 0;
3150         css_put(&memcg->css);
3151 }
3152
3153 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3154 {
3155         struct memcg_stock_pcp *stock;
3156         unsigned long flags;
3157         bool ret = false;
3158
3159         local_irq_save(flags);
3160
3161         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3162         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3163                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3164                 ret = true;
3165         }
3166
3167         local_irq_restore(flags);
3168
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3173 {
3174         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3175
3176         if (!old)
3177                 return;
3178
3179         if (stock->nr_bytes) {
3180                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3181                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3182
3183                 if (nr_pages) {
3184                         rcu_read_lock();
3185                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3186                         rcu_read_unlock();
3187                 }
3188
3189                 /*
3190                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3191                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3192                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3193                  * refill_obj_stock().
3194                  *
3195                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3196                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3197                  * so it might be changed in the future.
3198                  */
3199                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3200                 stock->nr_bytes = 0;
3201         }
3202
3203         obj_cgroup_put(old);
3204         stock->cached_objcg = NULL;
3205 }
3206
3207 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3208                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3209 {
3210         struct mem_cgroup *memcg;
3211
3212         if (stock->cached_objcg) {
3213                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3214                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3215                         return true;
3216         }
3217
3218         return false;
3219 }
3220
3221 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3222 {
3223         struct memcg_stock_pcp *stock;
3224         unsigned long flags;
3225
3226         local_irq_save(flags);
3227
3228         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3229         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3230                 drain_obj_stock(stock);
3231                 obj_cgroup_get(objcg);
3232                 stock->cached_objcg = objcg;
3233                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3234         }
3235         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3236
3237         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3238                 drain_obj_stock(stock);
3239
3240         local_irq_restore(flags);
3241 }
3242
3243 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3244 {
3245         struct mem_cgroup *memcg;
3246         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3247         int ret;
3248
3249         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3250                 return 0;
3251
3252         /*
3253          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3254          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3255          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3256          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3257          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3258          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3259          * refill_obj_stock(), called from this function or
3260          * independently later.
3261          */
3262         rcu_read_lock();
3263 retry:
3264         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3265         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3266                 goto retry;
3267         rcu_read_unlock();
3268
3269         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3270         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3271
3272         if (nr_bytes)
3273                 nr_pages += 1;
3274
3275         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3276         if (!ret && nr_bytes)
3277                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3278
3279         css_put(&memcg->css);
3280         return ret;
3281 }
3282
3283 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3284 {
3285         refill_obj_stock(objcg, size);
3286 }
3287
3288 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3289
3290 /*
3291  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3292  */
3293 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3294 {
3295         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3296         int i;
3297
3298         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3299                 return;
3300
3301         for (i = 1; i < nr; i++)
3302                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3303         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3304 }
3305
3306 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3307 /**
3308  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3309  * @entry: swap entry to be moved
3310  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3311  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3312  *
3313  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3314  * as the mem_cgroup's id of @from.
3315  *
3316  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3317  *
3318  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3319  * both res and memsw, and called css_get().
3320  */
3321 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3322                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3323 {
3324         unsigned short old_id, new_id;
3325
3326         old_id = mem_cgroup_id(from);
3327         new_id = mem_cgroup_id(to);
3328
3329         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3330                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3331                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3332                 return 0;
3333         }
3334         return -EINVAL;
3335 }
3336 #else
3337 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3338                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3339 {
3340         return -EINVAL;
3341 }
3342 #endif
3343
3344 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3345
3346 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3347                                  unsigned long max, bool memsw)
3348 {
3349         bool enlarge = false;
3350         bool drained = false;
3351         int ret;
3352         bool limits_invariant;
3353         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3354
3355         do {
3356                 if (signal_pending(current)) {
3357                         ret = -EINTR;
3358                         break;
3359                 }
3360
3361                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3362                 /*
3363                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3364                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3365                  */
3366                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3367                                            max <= memcg->memsw.max;
3368                 if (!limits_invariant) {
3369                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3370                         ret = -EINVAL;
3371                         break;
3372                 }
3373                 if (max > counter->max)
3374                         enlarge = true;
3375                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3376                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3377
3378                 if (!ret)
3379                         break;
3380
3381                 if (!drained) {
3382                         drain_all_stock(memcg);
3383                         drained = true;
3384                         continue;
3385                 }
3386
3387                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3388                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3389                         ret = -EBUSY;
3390                         break;
3391                 }
3392         } while (true);
3393
3394         if (!ret && enlarge)
3395                 memcg_oom_recover(memcg);
3396
3397         return ret;
3398 }
3399
3400 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3401                                             gfp_t gfp_mask,
3402                                             unsigned long *total_scanned)
3403 {
3404         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3405         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3406         unsigned long reclaimed;
3407         int loop = 0;
3408         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3409         unsigned long excess;
3410         unsigned long nr_scanned;
3411
3412         if (order > 0)
3413                 return 0;
3414
3415         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3416
3417         /*
3418          * Do not even bother to check the largest node if the root
3419          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3420          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3421          */
3422         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3423                 return 0;
3424
3425         /*
3426          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3427          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3428          * pressure
3429          */
3430         do {
3431                 if (next_mz)
3432                         mz = next_mz;
3433                 else
3434                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3435                 if (!mz)
3436                         break;
3437
3438                 nr_scanned = 0;
3439                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3440                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3441                 nr_reclaimed += reclaimed;
3442                 *total_scanned += nr_scanned;
3443                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3444                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3445
3446                 /*
3447                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3448                  * it is time to move on to the next cgroup
3449                  */
3450                 next_mz = NULL;
3451                 if (!reclaimed)
3452                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3453
3454                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3455                 /*
3456                  * One school of thought says that we should not add
3457                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3458                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3459                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3460                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3461                  * term TODO.
3462                  */
3463                 /* If excess == 0, no tree ops */
3464                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3465                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3466                 css_put(&mz->memcg->css);
3467                 loop++;
3468                 /*
3469                  * Could not reclaim anything and there are no more
3470                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3471                  * reclaiming anything.
3472                  */
3473                 if (!nr_reclaimed &&
3474                         (next_mz == NULL ||
3475                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3476                         break;
3477         } while (!nr_reclaimed);
3478         if (next_mz)
3479                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3480         return nr_reclaimed;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3485  *
3486  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3487  */
3488 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3489 {
3490         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3491
3492         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3493         lru_add_drain_all();
3494
3495         drain_all_stock(memcg);
3496
3497         /* try to free all pages in this cgroup */
3498         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3499                 int progress;
3500
3501                 if (signal_pending(current))
3502                         return -EINTR;
3503
3504                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3505                                                         GFP_KERNEL, true);
3506                 if (!progress) {
3507                         nr_retries--;
3508                         /* maybe some writeback is necessary */
3509                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3510                 }
3511
3512         }
3513
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3518                                             char *buf, size_t nbytes,
3519                                             loff_t off)
3520 {
3521         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3522
3523         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3524                 return -EINVAL;
3525         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3526 }
3527
3528 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3529                                      struct cftype *cft)
3530 {
3531         return 1;
3532 }
3533
3534 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3535                                       struct cftype *cft, u64 val)
3536 {
3537         if (val == 1)
3538                 return 0;
3539
3540         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3541                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3542                      "depend on this functionality.\n");
3543
3544         return -EINVAL;
3545 }
3546
3547 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3548 {
3549         unsigned long val;
3550
3551         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3552                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3553                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3554                 if (swap)
3555                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3556         } else {
3557                 if (!swap)
3558                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3559                 else
3560                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3561         }
3562         return val;
3563 }
3564
3565 enum {
3566         RES_USAGE,
3567         RES_LIMIT,
3568         RES_MAX_USAGE,
3569         RES_FAILCNT,
3570         RES_SOFT_LIMIT,
3571 };
3572
3573 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3574                                struct cftype *cft)
3575 {
3576         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3577         struct page_counter *counter;
3578
3579         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3580         case _MEM:
3581                 counter = &memcg->memory;
3582                 break;
3583         case _MEMSWAP:
3584                 counter = &memcg->memsw;
3585                 break;
3586         case _KMEM:
3587                 counter = &memcg->kmem;
3588                 break;
3589         case _TCP:
3590                 counter = &memcg->tcpmem;
3591                 break;
3592         default:
3593                 BUG();
3594         }
3595
3596         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3597         case RES_USAGE:
3598                 if (counter == &memcg->memory)
3599                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3600                 if (counter == &memcg->memsw)
3601                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3602                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3603         case RES_LIMIT:
3604                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3605         case RES_MAX_USAGE:
3606                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3607         case RES_FAILCNT:
3608                 return counter->failcnt;
3609         case RES_SOFT_LIMIT:
3610                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3611         default:
3612                 BUG();
3613         }
3614 }
3615
3616 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3617 {
3618         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3619         struct mem_cgroup *mi;
3620         int node, cpu, i;
3621
3622         for_each_online_cpu(cpu)
3623                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3624                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3625
3626         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3627                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3628                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3629
3630         for_each_node(node) {
3631                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3632                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3633
3634                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3635                         stat[i] = 0;
3636
3637                 for_each_online_cpu(cpu)
3638                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3639                                 stat[i] += per_cpu(
3640                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3641
3642                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3643                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3644                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3645         }
3646 }
3647
3648 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3649 {
3650         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3651         struct mem_cgroup *mi;
3652         int cpu, i;
3653
3654         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3655                 events[i] = 0;
3656
3657         for_each_online_cpu(cpu)
3658                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3659                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3660                                              cpu);
3661
3662         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3663                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3664                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3665 }
3666
3667 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3668 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3669 {
3670         struct obj_cgroup *objcg;
3671         int memcg_id;
3672
3673         if (cgroup_memory_nokmem)
3674                 return 0;
3675
3676         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3677         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3678
3679         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3680         if (memcg_id < 0)
3681                 return memcg_id;
3682
3683         objcg = obj_cgroup_alloc();
3684         if (!objcg) {
3685                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3686                 return -ENOMEM;
3687         }
3688         objcg->memcg = memcg;
3689         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3690
3691         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3692
3693         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3694         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3695
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3700 {
3701         struct cgroup_subsys_state *css;
3702         struct mem_cgroup *parent, *child;
3703         int kmemcg_id;
3704
3705         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3706                 return;
3707
3708         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3709
3710         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3711         if (!parent)
3712                 parent = root_mem_cgroup;
3713
3714         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3715
3716         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3717         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3718
3719         /*
3720          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3721          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3722          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3723          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3724          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3725          * memcg_drain_all_list_lrus().
3726          */
3727         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3728         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3729                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3730                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3731                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3732         }
3733         rcu_read_unlock();
3734
3735         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3736
3737         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3738 }
3739
3740 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3741 {
3742         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3743         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3744                 memcg_offline_kmem(memcg);
3745 }
3746 #else
3747 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3748 {
3749         return 0;
3750 }
3751 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3752 {
3753 }
3754 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756 }
3757 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3758
3759 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3760                                  unsigned long max)
3761 {
3762         int ret;
3763
3764         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3765         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3766         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3767         return ret;
3768 }
3769
3770 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3771 {
3772         int ret;
3773
3774         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3775
3776         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3777         if (ret)
3778                 goto out;
3779
3780         if (!memcg->tcpmem_active) {
3781                 /*
3782                  * The active flag needs to be written after the static_key
3783                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3784                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3785                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3786                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3787                  *
3788                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3789                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3790                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3791                  * yet, we'll lose accounting.
3792                  *
3793                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3794                  * because when this value change, the code to process it is not
3795                  * patched in yet.
3796                  */
3797                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3798                 memcg->tcpmem_active = true;
3799         }
3800 out:
3801         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3802         return ret;
3803 }
3804
3805 /*
3806  * The user of this function is...
3807  * RES_LIMIT.
3808  */
3809 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3810                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3811 {
3812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3813         unsigned long nr_pages;
3814         int ret;
3815
3816         buf = strstrip(buf);
3817         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3818         if (ret)
3819                 return ret;
3820
3821         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3822         case RES_LIMIT:
3823                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3824                         ret = -EINVAL;
3825                         break;
3826                 }
3827                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3828                 case _MEM:
3829                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3830                         break;
3831                 case _MEMSWAP:
3832                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3833                         break;
3834                 case _KMEM:
3835                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3836                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3837                                      "depend on this functionality.\n");
3838                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3839                         break;
3840                 case _TCP:
3841                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3842                         break;
3843                 }
3844                 break;
3845         case RES_SOFT_LIMIT:
3846                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3847                 ret = 0;
3848                 break;
3849         }
3850         return ret ?: nbytes;
3851 }
3852
3853 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3854                                 size_t nbytes, loff_t off)
3855 {
3856         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3857         struct page_counter *counter;
3858
3859         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3860         case _MEM:
3861                 counter = &memcg->memory;
3862                 break;
3863         case _MEMSWAP:
3864                 counter = &memcg->memsw;
3865                 break;
3866         case _KMEM:
3867                 counter = &memcg->kmem;
3868                 break;
3869         case _TCP:
3870                 counter = &memcg->tcpmem;
3871                 break;
3872         default:
3873                 BUG();
3874         }
3875
3876         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3877         case RES_MAX_USAGE:
3878                 page_counter_reset_watermark(counter);
3879                 break;
3880         case RES_FAILCNT:
3881                 counter->failcnt = 0;
3882                 break;
3883         default:
3884                 BUG();
3885         }
3886
3887         return nbytes;
3888 }
3889
3890 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3891                                         struct cftype *cft)
3892 {
3893         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3894 }
3895
3896 #ifdef CONFIG_MMU
3897 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3898                                         struct cftype *cft, u64 val)
3899 {
3900         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3901
3902         if (val & ~MOVE_MASK)
3903                 return -EINVAL;
3904
3905         /*
3906          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3907          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3908          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3909          * affect task migrations starting after the change.
3910          */
3911         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3912         return 0;
3913 }
3914 #else
3915 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3916                                         struct cftype *cft, u64 val)
3917 {
3918         return -ENOSYS;
3919 }
3920 #endif
3921
3922 #ifdef CONFIG_NUMA
3923
3924 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3925 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3926 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3927
3928 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3929                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3930 {
3931         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3932         unsigned long nr = 0;
3933         enum lru_list lru;
3934
3935         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3936
3937         for_each_lru(lru) {
3938                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3939                         continue;
3940                 if (tree)
3941                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3942                 else
3943                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3944         }
3945         return nr;
3946 }
3947
3948 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3949                                              unsigned int lru_mask,
3950                                              bool tree)
3951 {
3952         unsigned long nr = 0;
3953         enum lru_list lru;
3954
3955         for_each_lru(lru) {
3956                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3957                         continue;
3958                 if (tree)
3959                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3960                 else
3961                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3962         }
3963         return nr;
3964 }
3965
3966 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3967 {
3968         struct numa_stat {
3969                 const char *name;
3970                 unsigned int lru_mask;
3971         };
3972
3973         static const struct numa_stat stats[] = {
3974                 { "total", LRU_ALL },
3975                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3976                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3977                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3978         };
3979         const struct numa_stat *stat;
3980         int nid;
3981         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3982
3983         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3984                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3985                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3986                                                    false));
3987                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3988                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3989                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3990                                                         stat->lru_mask, false));
3991                 seq_putc(m, '\n');
3992         }
3993
3994         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3995
3996                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3997                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3998                                                    true));
3999                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4000                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4001                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4002                                                         stat->lru_mask, true));
4003                 seq_putc(m, '\n');
4004         }
4005
4006         return 0;
4007 }
4008 #endif /* CONFIG_NUMA */
4009
4010 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4011         NR_FILE_PAGES,
4012         NR_ANON_MAPPED,
4013 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4014         NR_ANON_THPS,
4015 #endif
4016         NR_SHMEM,
4017         NR_FILE_MAPPED,
4018         NR_FILE_DIRTY,
4019         NR_WRITEBACK,
4020         MEMCG_SWAP,
4021 };
4022
4023 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4024         "cache",
4025         "rss",
4026 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4027         "rss_huge",
4028 #endif
4029         "shmem",
4030         "mapped_file",
4031         "dirty",
4032         "writeback",
4033         "swap",
4034 };
4035
4036 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4037 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4038         PGPGIN,
4039         PGPGOUT,
4040         PGFAULT,
4041         PGMAJFAULT,
4042 };
4043
4044 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4045 {
4046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4047         unsigned long memory, memsw;
4048         struct mem_cgroup *mi;
4049         unsigned int i;
4050
4051         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4052
4053         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4054                 unsigned long nr;
4055
4056                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4057                         continue;
4058                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4059                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4060         }
4061
4062         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4063                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4064                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4065
4066         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4067                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4068                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4069                            PAGE_SIZE);
4070
4071         /* Hierarchical information */
4072         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4073         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4074                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4075                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4076         }
4077         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4078                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4079         if (do_memsw_account())
4080                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4081                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4082
4083         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4084                 unsigned long nr;
4085
4086                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4087                         continue;
4088                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4089                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4090                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4091         }
4092
4093         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4094                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4095                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4096                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4097
4098         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4099                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4100                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4101                            PAGE_SIZE);
4102
4103 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4104         {
4105                 pg_data_t *pgdat;
4106                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4107                 unsigned long anon_cost = 0;
4108                 unsigned long file_cost = 0;
4109
4110                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4111                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4112
4113                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4114                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4115                 }
4116                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4117                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4118         }
4119 #endif
4120
4121         return 0;
4122 }
4123
4124 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4125                                       struct cftype *cft)
4126 {
4127         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4128
4129         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4130 }
4131
4132 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4133                                        struct cftype *cft, u64 val)
4134 {
4135         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4136
4137         if (val > 100)
4138                 return -EINVAL;
4139
4140         if (css->parent)
4141                 memcg->swappiness = val;
4142         else
4143                 vm_swappiness = val;
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4149 {
4150         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4151         unsigned long usage;
4152         int i;
4153
4154         rcu_read_lock();
4155         if (!swap)
4156                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4157         else
4158                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4159
4160         if (!t)
4161                 goto unlock;
4162
4163         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4164
4165         /*
4166          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4167          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4168          * call of __mem_cgroup_threshold().
4169          */
4170         i = t->current_threshold;
4171
4172         /*
4173          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4174          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4175          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4176          * only one element of the array here.
4177          */
4178         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4179                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4180
4181         /* i = current_threshold + 1 */
4182         i++;
4183
4184         /*
4185          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4186          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4187          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4188          * only one element of the array here.
4189          */
4190         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4191                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4192
4193         /* Update current_threshold */
4194         t->current_threshold = i - 1;
4195 unlock:
4196         rcu_read_unlock();
4197 }
4198
4199 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4200 {
4201         while (memcg) {
4202                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4203                 if (do_memsw_account())
4204                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4205
4206                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4207         }
4208 }
4209
4210 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4211 {
4212         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4213         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4214
4215         if (_a->threshold > _b->threshold)
4216                 return 1;
4217
4218         if (_a->threshold < _b->threshold)
4219                 return -1;
4220
4221         return 0;
4222 }
4223
4224 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4225 {
4226         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4227
4228         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4229
4230         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4231                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4232
4233         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4234         return 0;
4235 }
4236
4237 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4238 {
4239         struct mem_cgroup *iter;
4240
4241         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4242                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4243 }
4244
4245 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4246         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4247 {
4248         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4249         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4250         unsigned long threshold;
4251         unsigned long usage;
4252         int i, size, ret;
4253
4254         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4255         if (ret)
4256                 return ret;
4257
4258         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4259
4260         if (type == _MEM) {
4261                 thresholds = &memcg->thresholds;
4262                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4263         } else if (type == _MEMSWAP) {
4264                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4265                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4266         } else
4267                 BUG();
4268
4269         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4270         if (thresholds->primary)
4271                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4272
4273         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4274
4275         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4276         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4277         if (!new) {
4278                 ret = -ENOMEM;
4279                 goto unlock;
4280         }
4281         new->size = size;
4282
4283         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4284         if (thresholds->primary)
4285                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4286                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4287
4288         /* Add new threshold */
4289         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4290         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4291
4292         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4293         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4294                         compare_thresholds, NULL);
4295
4296         /* Find current threshold */
4297         new->current_threshold = -1;
4298         for (i = 0; i < size; i++) {
4299                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4300                         /*
4301                          * new->current_threshold will not be used until
4302                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4303                          * it here.
4304                          */
4305                         ++new->current_threshold;
4306                 } else
4307                         break;
4308         }
4309
4310         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4311         kfree(thresholds->spare);
4312         thresholds->spare = thresholds->primary;
4313
4314         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4315
4316         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4317         synchronize_rcu();
4318
4319 unlock:
4320         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4321
4322         return ret;
4323 }
4324
4325 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4326         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4327 {
4328         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4329 }
4330
4331 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4332         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4333 {
4334         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4335 }
4336
4337 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4338         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4339 {
4340         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4341         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4342         unsigned long usage;
4343         int i, j, size, entries;
4344
4345         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4346
4347         if (type == _MEM) {
4348                 thresholds = &memcg->thresholds;
4349                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4350         } else if (type == _MEMSWAP) {
4351                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4352                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4353         } else
4354                 BUG();
4355
4356         if (!thresholds->primary)
4357                 goto unlock;
4358
4359         /* Check if a threshold crossed before removing */
4360         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4361
4362         /* Calculate new number of threshold */
4363         size = entries = 0;
4364         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4365                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4366                         size++;
4367                 else
4368                         entries++;
4369         }
4370
4371         new = thresholds->spare;
4372
4373         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4374         if (!entries)
4375                 goto unlock;
4376
4377         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4378         if (!size) {
4379                 kfree(new);
4380                 new = NULL;
4381                 goto swap_buffers;
4382         }
4383
4384         new->size = size;
4385
4386         /* Copy thresholds and find current threshold */
4387         new->current_threshold = -1;
4388         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4389                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4390                         continue;
4391
4392                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4393                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4394                         /*
4395                          * new->current_threshold will not be used
4396                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4397                          * it here.
4398                          */
4399                         ++new->current_threshold;
4400                 }
4401                 j++;
4402         }
4403
4404 swap_buffers:
4405         /* Swap primary and spare array */
4406         thresholds->spare = thresholds->primary;
4407
4408         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4409
4410         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4411         synchronize_rcu();
4412
4413         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4414         if (!new) {
4415                 kfree(thresholds->spare);
4416                 thresholds->spare = NULL;
4417         }
4418 unlock:
4419         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4420 }
4421
4422 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4423         struct eventfd_ctx *eventfd)
4424 {
4425         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4426 }
4427
4428 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4429         struct eventfd_ctx *eventfd)
4430 {
4431         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4432 }
4433
4434 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4435         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4436 {
4437         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4438
4439         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4440         if (!event)
4441                 return -ENOMEM;
4442
4443         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4444
4445         event->eventfd = eventfd;
4446         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4447
4448         /* already in OOM ? */
4449         if (memcg->under_oom)
4450                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4451         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4452
4453         return 0;
4454 }
4455
4456 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4457         struct eventfd_ctx *eventfd)
4458 {
4459         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4460
4461         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4462
4463         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4464                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4465                         list_del(&ev->list);
4466                         kfree(ev);
4467                 }
4468         }
4469
4470         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4471 }
4472
4473 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4476
4477         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4478         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4479         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4480                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4481         return 0;
4482 }
4483
4484 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4485         struct cftype *cft, u64 val)
4486 {
4487         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4488
4489         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4490         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4491                 return -EINVAL;
4492
4493         memcg->oom_kill_disable = val;
4494         if (!val)
4495                 memcg_oom_recover(memcg);
4496
4497         return 0;
4498 }
4499
4500 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4501
4502 #include <trace/events/writeback.h>
4503
4504 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4505 {
4506         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4507 }
4508
4509 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4510 {
4511         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4512 }
4513
4514 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4515 {
4516         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4517 }
4518
4519 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4520 {
4521         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4522
4523         if (!memcg->css.parent)
4524                 return NULL;
4525
4526         return &memcg->cgwb_domain;
4527 }
4528
4529 /*
4530  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4531  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4532  */
4533 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4534 {
4535         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4536         int cpu;
4537
4538         for_each_online_cpu(cpu)
4539                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4540         if (x < 0)
4541                 x = 0;
4542         return x;
4543 }
4544
4545 /**
4546  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4547  * @wb: bdi_writeback in question
4548  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4549  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4550  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4551  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4552  *
4553  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4554  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4555  * is a bit more involved.
4556  *
4557  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4558  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4559  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4560  * available memory in the system.  The caller should further cap
4561  * *@pheadroom accordingly.
4562  */
4563 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4564                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4565                          unsigned long *pwriteback)
4566 {
4567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4568         struct mem_cgroup *parent;
4569
4570         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4571
4572         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4573         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4574                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4575         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4576
4577         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4578                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4579                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4580                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4581
4582                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4583                 memcg = parent;
4584         }
4585 }
4586
4587 /*
4588  * Foreign dirty flushing
4589  *
4590  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4591  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4592  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4593  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4594  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4595  * different cgroups isn't a common use-case.
4596  *
4597  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4598  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4599  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4600  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4601  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4602  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4603  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4604  * make writeback of the dirty pages happen.
4605  *
4606  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4607  * severely throttled after making some progress after each
4608  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4609  * completely idle.
4610  *
4611  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4612  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4613  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4614  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4615  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4616  *
4617  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4618  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4619  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4620  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4621  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4622  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4623  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4624  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4625  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4626  *
4627  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4628  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4629  * records are lockless and racy.
4630  */
4631 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4632                                              struct bdi_writeback *wb)
4633 {
4634         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4635         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4636         u64 now = get_jiffies_64();
4637         u64 oldest_at = now;
4638         int oldest = -1;
4639         int i;
4640
4641         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4642
4643         /*
4644          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4645          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4646          * written out.
4647          */
4648         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4649                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4650                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4651                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4652                         break;
4653                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4654                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4655                         oldest = i;
4656                         oldest_at = frn->at;
4657                 }
4658         }
4659
4660         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4661                 /*
4662                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4663                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4664                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4665                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4666                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4667                  */
4668                 unsigned long update_intv =
4669                         min_t(unsigned long, HZ,
4670                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4671
4672                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4673                         frn->at = now;
4674         } else if (oldest >= 0) {
4675                 /* replace the oldest free one */
4676                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4677                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4678                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4679                 frn->at = now;
4680         }
4681 }
4682
4683 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4684 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4685 {
4686         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4687         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4688         u64 now = jiffies_64;
4689         int i;
4690
4691         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4692                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4693
4694                 /*
4695                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4696                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4697                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4698                  * already one in flight.
4699                  */
4700                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4701                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4702                         frn->at = 0;
4703                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4704                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4705                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4706                                                &frn->done);
4707                 }
4708         }
4709 }
4710
4711 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4712
4713 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4714 {
4715         return 0;
4716 }
4717
4718 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4719 {
4720 }
4721
4722 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4723 {
4724 }
4725
4726 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4727
4728 /*
4729  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4730  *
4731  * "cgroup.event_control" implementation.
4732  *
4733  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4734  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4735  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4736  *
4737  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4738  * possible.
4739  */
4740
4741 /*
4742  * Unregister event and free resources.
4743  *
4744  * Gets called from workqueue.
4745  */
4746 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4747 {
4748         struct mem_cgroup_event *event =
4749                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4750         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4751
4752         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4753
4754         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4755
4756         /* Notify userspace the event is going away. */
4757         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4758
4759         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4760         kfree(event);
4761         css_put(&memcg->css);
4762 }
4763
4764 /*
4765  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4766  *
4767  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4768  */
4769 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4770                             int sync, void *key)
4771 {
4772         struct mem_cgroup_event *event =
4773                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4774         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4775         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4776
4777         if (flags & EPOLLHUP) {
4778                 /*
4779                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4780                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4781                  * for us.
4782                  *
4783                  * We can't race against event freeing since the other
4784                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4785                  * which we hold.
4786                  */
4787                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4788                 if (!list_empty(&event->list)) {
4789                         list_del_init(&event->list);
4790                         /*
4791                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4792                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4793                          */
4794                         schedule_work(&event->remove);
4795                 }
4796                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4797         }
4798
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4803                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4804 {
4805         struct mem_cgroup_event *event =
4806                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4807
4808         event->wqh = wqh;
4809         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4810 }
4811
4812 /*
4813  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4814  *
4815  * Parse input and register new cgroup event handler.
4816  *
4817  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4818  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4819  */
4820 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4821                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4822 {
4823         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4824         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4825         struct mem_cgroup_event *event;
4826         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4827         unsigned int efd, cfd;
4828         struct fd efile;
4829         struct fd cfile;
4830         const char *name;
4831         char *endp;
4832         int ret;
4833
4834         buf = strstrip(buf);
4835
4836         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4837         if (*endp != ' ')
4838                 return -EINVAL;
4839         buf = endp + 1;
4840
4841         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4842         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4843                 return -EINVAL;
4844         buf = endp + 1;
4845
4846         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4847         if (!event)
4848                 return -ENOMEM;
4849
4850         event->memcg = memcg;
4851         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4852         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4853         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4854         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4855
4856         efile = fdget(efd);
4857         if (!efile.file) {
4858                 ret = -EBADF;
4859                 goto out_kfree;
4860         }
4861
4862         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4863         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4864                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4865                 goto out_put_efile;
4866         }
4867
4868         cfile = fdget(cfd);
4869         if (!cfile.file) {
4870                 ret = -EBADF;
4871                 goto out_put_eventfd;
4872         }
4873
4874         /* the process need read permission on control file */
4875         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4876         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4877         if (ret < 0)
4878                 goto out_put_cfile;
4879
4880         /*
4881          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4882          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4883          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4884          * is for compatibility anyway.
4885          *
4886          * DO NOT ADD NEW FILES.
4887          */
4888         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4889
4890         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4891                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4892                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4893         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4894                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4895                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4896         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4897                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4898                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4899         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4900                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4901                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4902         } else {
4903                 ret = -EINVAL;
4904                 goto out_put_cfile;
4905         }
4906
4907         /*
4908          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4909          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4910          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4911          */
4912         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4913                                                &memory_cgrp_subsys);
4914         ret = -EINVAL;
4915         if (IS_ERR(cfile_css))
4916                 goto out_put_cfile;
4917         if (cfile_css != css) {
4918                 css_put(cfile_css);
4919                 goto out_put_cfile;
4920         }
4921
4922         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4923         if (ret)
4924                 goto out_put_css;
4925
4926         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4927
4928         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4929         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4930         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4931
4932         fdput(cfile);
4933         fdput(efile);
4934
4935         return nbytes;
4936
4937 out_put_css:
4938         css_put(css);
4939 out_put_cfile:
4940         fdput(cfile);
4941 out_put_eventfd:
4942         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4943 out_put_efile:
4944         fdput(efile);
4945 out_kfree:
4946         kfree(event);
4947
4948         return ret;
4949 }
4950
4951 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4952         {
4953                 .name = "usage_in_bytes",
4954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4955                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4956         },
4957         {
4958                 .name = "max_usage_in_bytes",
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4960                 .write = mem_cgroup_reset,
4961                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4962         },
4963         {
4964                 .name = "limit_in_bytes",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4966                 .write = mem_cgroup_write,
4967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4972                 .write = mem_cgroup_write,
4973                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4974         },
4975         {
4976                 .name = "failcnt",
4977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4978                 .write = mem_cgroup_reset,
4979                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "stat",
4983                 .seq_show = memcg_stat_show,
4984         },
4985         {
4986                 .name = "force_empty",
4987                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4988         },
4989         {
4990                 .name = "use_hierarchy",
4991                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4992                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4993         },
4994         {
4995                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4996                 .write = memcg_write_event_control,
4997                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4998         },
4999         {
5000                 .name = "swappiness",
5001                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5002                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5003         },
5004         {
5005                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5006                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5007                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5008         },
5009         {
5010                 .name = "oom_control",
5011                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5012                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5013                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5014         },
5015         {
5016                 .name = "pressure_level",
5017         },
5018 #ifdef CONFIG_NUMA
5019         {
5020                 .name = "numa_stat",
5021                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5022         },
5023 #endif
5024         {
5025                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5027                 .write = mem_cgroup_write,
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030         {
5031                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5034         },
5035         {
5036                 .name = "kmem.failcnt",
5037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5038                 .write = mem_cgroup_reset,
5039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5040         },
5041         {
5042                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5044                 .write = mem_cgroup_reset,
5045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5046         },
5047 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5048         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5049         {
5050                 .name = "kmem.slabinfo",
5051                 .seq_show = memcg_slab_show,
5052         },
5053 #endif
5054         {
5055                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5057                 .write = mem_cgroup_write,
5058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5059         },
5060         {
5061                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5063                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5067                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5068                 .write = mem_cgroup_reset,
5069                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5070         },
5071         {
5072                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5073                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5074                 .write = mem_cgroup_reset,
5075                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5076         },
5077         { },    /* terminate */
5078 };
5079
5080 /*
5081  * Private memory cgroup IDR
5082  *
5083  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5084  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5085  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5086  * memory-controlled cgroups to 64k.
5087  *
5088  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5089  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5090  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5091  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5092  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5093  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5094  *
5095  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5096  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5097  * when the CSS is offlined.
5098  *
5099  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5100  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5101  * those references are manageable from userspace.
5102  */
5103
5104 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5105
5106 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5107 {
5108         if (memcg->id.id > 0) {
5109                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5110                 memcg->id.id = 0;
5111         }
5112 }
5113
5114 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5115                                                   unsigned int n)
5116 {
5117         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5118 }
5119
5120 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5121 {
5122         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5123                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5124
5125                 /* Memcg ID pins CSS */
5126                 css_put(&memcg->css);
5127         }
5128 }
5129
5130 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5131 {
5132         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5133 }
5134
5135 /**
5136  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5137  * @id: the memcg id to look up
5138  *
5139  * Caller must hold rcu_read_lock().
5140  */
5141 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5142 {
5143         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5144         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5145 }
5146
5147 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5148 {
5149         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5150         int tmp = node;
5151         /*
5152          * This routine is called against possible nodes.
5153          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5154          *
5155          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5156          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5157          *       function.
5158          */
5159         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5160                 tmp = -1;
5161         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5162         if (!pn)
5163                 return 1;
5164
5165         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5166                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5167         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5168                 kfree(pn);
5169                 return 1;
5170         }
5171
5172         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5173                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5174         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5175                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5176                 kfree(pn);
5177                 return 1;
5178         }
5179
5180         lruvec_init(&pn->lruvec);
5181         pn->usage_in_excess = 0;
5182         pn->on_tree = false;
5183         pn->memcg = memcg;
5184
5185         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5186         return 0;
5187 }
5188
5189 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5190 {
5191         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5192
5193         if (!pn)
5194                 return;
5195
5196         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5197         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5198         kfree(pn);
5199 }
5200
5201 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5202 {
5203         int node;
5204
5205         for_each_node(node)
5206                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5207         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5208         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5209         kfree(memcg);
5210 }
5211
5212 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5213 {
5214         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5215         /*
5216          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5217          * on parent's and all ancestor levels.
5218          */
5219         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5220         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5221         __mem_cgroup_free(memcg);
5222 }
5223
5224 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5225 {
5226         struct mem_cgroup *memcg;
5227         unsigned int size;
5228         int node;
5229         int __maybe_unused i;
5230         long error = -ENOMEM;
5231
5232         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5233         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5234
5235         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5236         if (!memcg)
5237                 return ERR_PTR(error);
5238
5239         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5240                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5241                                  GFP_KERNEL);
5242         if (memcg->id.id < 0) {
5243                 error = memcg->id.id;
5244                 goto fail;
5245         }
5246
5247         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5248                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5249         if (!memcg->vmstats_local)
5250                 goto fail;
5251
5252         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5253                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5254         if (!memcg->vmstats_percpu)
5255                 goto fail;
5256
5257         for_each_node(node)
5258                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5259                         goto fail;
5260
5261         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5262                 goto fail;
5263
5264         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5265         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5266         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5267         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5268         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5269         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5270         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5271         memcg->socket_pressure = jiffies;
5272 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5273         memcg->kmemcg_id = -1;
5274         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5275 #endif
5276 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5277         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5278         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5279                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5280                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5281 #endif
5282 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5283         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5284         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5285         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5286 #endif
5287         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5288         return memcg;
5289 fail:
5290         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5291         __mem_cgroup_free(memcg);
5292         return ERR_PTR(error);
5293 }
5294
5295 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5296 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5297 {
5298         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5299         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5300         long error = -ENOMEM;
5301
5302         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5303         memcg = mem_cgroup_alloc();
5304         set_active_memcg(old_memcg);
5305         if (IS_ERR(memcg))
5306                 return ERR_CAST(memcg);
5307
5308         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5309         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5310         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5311         if (parent) {
5312                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5313                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5314
5315                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5316                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5317                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5318                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5319         } else {
5320                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5321                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5322                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5323                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5324
5325                 root_mem_cgroup = memcg;
5326                 return &memcg->css;
5327         }
5328
5329         /* The following stuff does not apply to the root */
5330         error = memcg_online_kmem(memcg);
5331         if (error)
5332                 goto fail;
5333
5334         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5335                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5336
5337         return &memcg->css;
5338 fail:
5339         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5340         mem_cgroup_free(memcg);
5341         return ERR_PTR(error);
5342 }
5343
5344 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5345 {
5346         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5347
5348         /*
5349          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5350          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5351          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5352          */
5353         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5354                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5355                 return -ENOMEM;
5356         }
5357
5358         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5359         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5360         css_get(css);
5361         return 0;
5362 }
5363
5364 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5365 {
5366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5367         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5368
5369         /*
5370          * Unregister events and notify userspace.
5371          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5372          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5373          */
5374         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5375         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5376                 list_del_init(&event->list);
5377                 schedule_work(&event->remove);
5378         }
5379         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5380
5381         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5382         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5383
5384         memcg_offline_kmem(memcg);
5385         wb_memcg_offline(memcg);
5386
5387         drain_all_stock(memcg);
5388
5389         mem_cgroup_id_put(memcg);
5390 }
5391
5392 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5393 {
5394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5395
5396         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5397 }
5398
5399 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5402         int __maybe_unused i;
5403
5404 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5405         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5406                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5407 #endif
5408         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5409                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5410
5411         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5412                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5413
5414         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5415         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5416         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5417         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5418         memcg_free_kmem(memcg);
5419         mem_cgroup_free(memcg);
5420 }
5421
5422 /**
5423  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5424  * @css: the target css
5425  *
5426  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5427  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5428  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5429  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5430  * made visible again.
5431  *
5432  * The current implementation only resets the essential configurations.
5433  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5434  */
5435 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5436 {
5437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5438
5439         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5440         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5441         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5442         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5443         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5444         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5445         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5446         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5447         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5448         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5449 }
5450
5451 #ifdef CONFIG_MMU
5452 /* Handlers for move charge at task migration. */
5453 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5454 {
5455         int ret;
5456
5457         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5458         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5459         if (!ret) {
5460                 mc.precharge += count;
5461                 return ret;
5462         }
5463
5464         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5465         while (count--) {
5466                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5467                 if (ret)
5468                         return ret;
5469                 mc.precharge++;
5470                 cond_resched();
5471         }
5472         return 0;
5473 }
5474
5475 union mc_target {
5476         struct page     *page;
5477         swp_entry_t     ent;
5478 };
5479
5480 enum mc_target_type {
5481         MC_TARGET_NONE = 0,
5482         MC_TARGET_PAGE,
5483         MC_TARGET_SWAP,
5484         MC_TARGET_DEVICE,
5485 };
5486
5487 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5488                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5489 {
5490         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5491
5492         if (!page || !page_mapped(page))
5493                 return NULL;
5494         if (PageAnon(page)) {
5495                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5496                         return NULL;
5497         } else {
5498                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5499                         return NULL;
5500         }
5501         if (!get_page_unless_zero(page))
5502                 return NULL;
5503
5504         return page;
5505 }
5506
5507 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5508 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5509                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5510 {
5511         struct page *page = NULL;
5512         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5513
5514         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5515                 return NULL;
5516
5517         /*
5518          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5519          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5520          * as special swap entry in the CPU page table.
5521          */
5522         if (is_device_private_entry(ent)) {
5523                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5524                 /*
5525                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5526                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5527                  */
5528                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5529                         return NULL;
5530                 return page;
5531         }
5532
5533         if (non_swap_entry(ent))
5534                 return NULL;
5535
5536         /*
5537          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5538          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5539          */
5540         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5541         entry->val = ent.val;
5542
5543         return page;
5544 }
5545 #else
5546 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5547                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5548 {
5549         return NULL;
5550 }
5551 #endif
5552
5553 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5554                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5555 {
5556         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5557                 return NULL;
5558         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5559                 return NULL;
5560
5561         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5562         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5563         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5564                         linear_page_index(vma, addr));
5565 }
5566
5567 /**
5568  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5569  * @page: the page
5570  * @compound: charge the page as compound or small page
5571  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5572  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5573  *
5574  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5575  *
5576  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5577  * from old cgroup.
5578  */
5579 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5580                                    bool compound,
5581                                    struct mem_cgroup *from,
5582                                    struct mem_cgroup *to)
5583 {
5584         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5585         struct pglist_data *pgdat;
5586         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5587         int ret;
5588
5589         VM_BUG_ON(from == to);
5590         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5591         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5592
5593         /*
5594          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5595          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5596          */
5597         ret = -EBUSY;
5598         if (!trylock_page(page))
5599                 goto out;
5600
5601         ret = -EINVAL;
5602         if (page_memcg(page) != from)
5603                 goto out_unlock;
5604
5605         pgdat = page_pgdat(page);
5606         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5607         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5608
5609         lock_page_memcg(page);
5610
5611         if (PageAnon(page)) {
5612                 if (page_mapped(page)) {
5613                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5614                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5615                         if (PageTransHuge(page)) {
5616                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5617                                                    -nr_pages);
5618                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5619                                                    nr_pages);
5620                         }
5621                 }
5622         } else {
5623                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5624                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5625
5626                 if (PageSwapBacked(page)) {
5627                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5628                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5629                 }
5630
5631                 if (page_mapped(page)) {
5632                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5633                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5634                 }
5635
5636                 if (PageDirty(page)) {
5637                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5638
5639                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5640                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5641                                                    -nr_pages);
5642                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5643                                                    nr_pages);
5644                         }
5645                 }
5646         }
5647
5648         if (PageWriteback(page)) {
5649                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5650                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5651         }
5652
5653         /*
5654          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5655          *
5656          * It is safe to change page's memcg here because the page
5657          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5658          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5659          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5660          *
5661          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5662          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5663          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5664          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5665          */
5666         smp_mb();
5667
5668         css_get(&to->css);
5669         css_put(&from->css);
5670
5671         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5672
5673         __unlock_page_memcg(from);
5674
5675         ret = 0;
5676
5677         local_irq_disable();
5678         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5679         memcg_check_events(to, page);
5680         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5681         memcg_check_events(from, page);
5682         local_irq_enable();
5683 out_unlock:
5684         unlock_page(page);
5685 out:
5686         return ret;
5687 }
5688
5689 /**
5690  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5691  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5692  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5693  * @ptent: the pte to be checked
5694  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5695  *
5696  * Returns
5697  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5698  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5699  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5700  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5701  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5702  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5703  *     in target->ent.
5704  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5705  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5706  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5707  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5708  *     regular page.
5709  *
5710  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5711  *
5712  * Called with pte lock held.
5713  */
5714
5715 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5716                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5717 {
5718         struct page *page = NULL;
5719         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5720         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5721
5722         if (pte_present(ptent))
5723                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5724         else if (is_swap_pte(ptent))
5725                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5726         else if (pte_none(ptent))
5727                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5728
5729         if (!page && !ent.val)
5730                 return ret;
5731         if (page) {
5732                 /*
5733                  * Do only loose check w/o serialization.
5734                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5735                  * not under LRU exclusion.
5736                  */
5737                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5738                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5739                         if (is_device_private_page(page))
5740                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5741                         if (target)
5742                                 target->page = page;
5743                 }
5744                 if (!ret || !target)
5745                         put_page(page);
5746         }
5747         /*
5748          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5749          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5750          */
5751         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5752             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5753                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5754                 if (target)
5755                         target->ent = ent;
5756         }
5757         return ret;
5758 }
5759
5760 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5761 /*
5762  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5763  * not support them for now.
5764  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5765  */
5766 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5767                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5768 {
5769         struct page *page = NULL;
5770         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5771
5772         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5773                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5774                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5775                 return ret;
5776         }
5777         page = pmd_page(pmd);
5778         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5779         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5780                 return ret;
5781         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5782                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5783                 if (target) {
5784                         get_page(page);
5785                         target->page = page;
5786                 }
5787         }
5788         return ret;
5789 }
5790 #else
5791 static inline 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         return MC_TARGET_NONE;
5795 }
5796 #endif
5797
5798 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5799                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5800                                         struct mm_walk *walk)
5801 {
5802         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5803         pte_t *pte;
5804         spinlock_t *ptl;
5805
5806         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5807         if (ptl) {
5808                 /*
5809                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5810                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5811                  * this might change.
5812                  */
5813                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5814                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5815                 spin_unlock(ptl);
5816                 return 0;
5817         }
5818
5819         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5820                 return 0;
5821         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5822         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5823                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5824                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5825         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5826         cond_resched();
5827
5828         return 0;
5829 }
5830
5831 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5832         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5833 };
5834
5835 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5836 {
5837         unsigned long precharge;
5838
5839         mmap_read_lock(mm);
5840         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5841         mmap_read_unlock(mm);
5842
5843         precharge = mc.precharge;
5844         mc.precharge = 0;
5845
5846         return precharge;
5847 }
5848
5849 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5850 {
5851         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5852
5853         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5854         mc.moving_task = current;
5855         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5856 }
5857
5858 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5859 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5860 {
5861         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5862         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5863
5864         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5865         if (mc.precharge) {
5866                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5867                 mc.precharge = 0;
5868         }
5869         /*
5870          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5871          * we must uncharge here.
5872          */
5873         if (mc.moved_charge) {
5874                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5875                 mc.moved_charge = 0;
5876         }
5877         /* we must fixup refcnts and charges */
5878         if (mc.moved_swap) {
5879                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5880                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5881                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5882
5883                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5884
5885                 /*
5886                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5887                  * should uncharge to->memory.
5888                  */
5889                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5890                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5891
5892                 mc.moved_swap = 0;
5893         }
5894         memcg_oom_recover(from);
5895         memcg_oom_recover(to);
5896         wake_up_all(&mc.waitq);
5897 }
5898
5899 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5900 {
5901         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5902
5903         /*
5904          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5905          * task migration.
5906          */
5907         mc.moving_task = NULL;
5908         __mem_cgroup_clear_mc();
5909         spin_lock(&mc.lock);
5910         mc.from = NULL;
5911         mc.to = NULL;
5912         mc.mm = NULL;
5913         spin_unlock(&mc.lock);
5914
5915         mmput(mm);
5916 }
5917
5918 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5919 {
5920         struct cgroup_subsys_state *css;
5921         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5922         struct mem_cgroup *from;
5923         struct task_struct *leader, *p;
5924         struct mm_struct *mm;
5925         unsigned long move_flags;
5926         int ret = 0;
5927
5928         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5929         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5930                 return 0;
5931
5932         /*
5933          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5934          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5935          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5936          * multiple.
5937          */
5938         p = NULL;
5939         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5940                 WARN_ON_ONCE(p);
5941                 p = leader;
5942                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5943         }
5944         if (!p)
5945                 return 0;
5946
5947         /*
5948          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5949          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5950          * So we need to save it, and keep it going.
5951          */
5952         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5953         if (!move_flags)
5954                 return 0;
5955
5956         from = mem_cgroup_from_task(p);
5957
5958         VM_BUG_ON(from == memcg);
5959
5960         mm = get_task_mm(p);
5961         if (!mm)
5962                 return 0;
5963         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5964         if (mm->owner == p) {
5965                 VM_BUG_ON(mc.from);
5966                 VM_BUG_ON(mc.to);
5967                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5968                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5969                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5970
5971                 spin_lock(&mc.lock);
5972                 mc.mm = mm;
5973                 mc.from = from;
5974                 mc.to = memcg;
5975                 mc.flags = move_flags;
5976                 spin_unlock(&mc.lock);
5977                 /* We set mc.moving_task later */
5978
5979                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5980                 if (ret)
5981                         mem_cgroup_clear_mc();
5982         } else {
5983                 mmput(mm);
5984         }
5985         return ret;
5986 }
5987
5988 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5989 {
5990         if (mc.to)
5991                 mem_cgroup_clear_mc();
5992 }
5993
5994 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5995                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5996                                 struct mm_walk *walk)
5997 {
5998         int ret = 0;
5999         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6000         pte_t *pte;
6001         spinlock_t *ptl;
6002         enum mc_target_type target_type;
6003         union mc_target target;
6004         struct page *page;
6005
6006         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6007         if (ptl) {
6008                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6009                         spin_unlock(ptl);
6010                         return 0;
6011                 }
6012                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6013                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6014                         page = target.page;
6015                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6016                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6017                                                              mc.from, mc.to)) {
6018                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6019                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6020                                 }
6021                                 putback_lru_page(page);
6022                         }
6023                         put_page(page);
6024                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6025                         page = target.page;
6026                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6027                                                      mc.from, mc.to)) {
6028                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6029                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6030                         }
6031                         put_page(page);
6032                 }
6033                 spin_unlock(ptl);
6034                 return 0;
6035         }
6036
6037         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6038                 return 0;
6039 retry:
6040         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6041         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6042                 pte_t ptent = *(pte++);
6043                 bool device = false;
6044                 swp_entry_t ent;
6045
6046                 if (!mc.precharge)
6047                         break;
6048
6049                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6050                 case MC_TARGET_DEVICE:
6051                         device = true;
6052                         fallthrough;
6053                 case MC_TARGET_PAGE:
6054                         page = target.page;
6055                         /*
6056                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6057                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6058                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6059                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6060                          */
6061                         if (PageTransCompound(page))
6062                                 goto put;
6063                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6064                                 goto put;
6065                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6066                                                 mc.from, mc.to)) {
6067                                 mc.precharge--;
6068                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6069                                 mc.moved_charge++;
6070                         }
6071                         if (!device)
6072                                 putback_lru_page(page);
6073 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6074                         put_page(page);
6075                         break;
6076                 case MC_TARGET_SWAP:
6077                         ent = target.ent;
6078                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6079                                 mc.precharge--;
6080                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6081                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6082                                 mc.moved_swap++;
6083                         }
6084                         break;
6085                 default:
6086                         break;
6087                 }
6088         }
6089         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6090         cond_resched();
6091
6092         if (addr != end) {
6093                 /*
6094                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6095                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6096                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6097                  * phase.
6098                  */
6099                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6100                 if (!ret)
6101                         goto retry;
6102         }
6103
6104         return ret;
6105 }
6106
6107 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6108         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6109 };
6110
6111 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6112 {
6113         lru_add_drain_all();
6114         /*
6115          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6116          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6117          * for already started RCU-only updates to finish.
6118          */
6119         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6120         synchronize_rcu();
6121 retry:
6122         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6123                 /*
6124                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6125                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6126                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6127                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6128                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6129                  */
6130                 __mem_cgroup_clear_mc();
6131                 cond_resched();
6132                 goto retry;
6133         }
6134         /*
6135          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6136          * additional charge, the page walk just aborts.
6137          */
6138         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6139                         NULL);
6140
6141         mmap_read_unlock(mc.mm);
6142         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6143 }
6144
6145 static void mem_cgroup_move_task(void)
6146 {
6147         if (mc.to) {
6148                 mem_cgroup_move_charge();
6149                 mem_cgroup_clear_mc();
6150         }
6151 }
6152 #else   /* !CONFIG_MMU */
6153 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6154 {
6155         return 0;
6156 }
6157 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6158 {
6159 }
6160 static void mem_cgroup_move_task(void)
6161 {
6162 }
6163 #endif
6164
6165 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6166 {
6167         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6168                 seq_puts(m, "max\n");
6169         else
6170                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6171
6172         return 0;
6173 }
6174
6175 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6176                                struct cftype *cft)
6177 {
6178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6179
6180         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6181 }
6182
6183 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6184 {
6185         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6186                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6187 }
6188
6189 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6190                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6191 {
6192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6193         unsigned long min;
6194         int err;
6195
6196         buf = strstrip(buf);
6197         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6198         if (err)
6199                 return err;
6200
6201         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6202
6203         return nbytes;
6204 }
6205
6206 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6207 {
6208         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6209                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6210 }
6211
6212 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6213                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6214 {
6215         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6216         unsigned long low;
6217         int err;
6218
6219         buf = strstrip(buf);
6220         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6221         if (err)
6222                 return err;
6223
6224         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6225
6226         return nbytes;
6227 }
6228
6229 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6230 {
6231         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6232                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6233 }
6234
6235 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6236                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6237 {
6238         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6239         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6240         bool drained = false;
6241         unsigned long high;
6242         int err;
6243
6244         buf = strstrip(buf);
6245         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6246         if (err)
6247                 return err;
6248
6249         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6250
6251         for (;;) {
6252                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6253                 unsigned long reclaimed;
6254
6255                 if (nr_pages <= high)
6256                         break;
6257
6258                 if (signal_pending(current))
6259                         break;
6260
6261                 if (!drained) {
6262                         drain_all_stock(memcg);
6263                         drained = true;
6264                         continue;
6265                 }
6266
6267                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6268                                                          GFP_KERNEL, true);
6269
6270                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6271                         break;
6272         }
6273
6274         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6275         return nbytes;
6276 }
6277
6278 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6279 {
6280         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6281                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6282 }
6283
6284 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6285                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6286 {
6287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6288         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6289         bool drained = false;
6290         unsigned long max;
6291         int err;
6292
6293         buf = strstrip(buf);
6294         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6295         if (err)
6296                 return err;
6297
6298         xchg(&memcg->memory.max, max);
6299
6300         for (;;) {
6301                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6302
6303                 if (nr_pages <= max)
6304                         break;
6305
6306                 if (signal_pending(current))
6307                         break;
6308
6309                 if (!drained) {
6310                         drain_all_stock(memcg);
6311                         drained = true;
6312                         continue;
6313                 }
6314
6315                 if (nr_reclaims) {
6316                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6317                                                           GFP_KERNEL, true))
6318                                 nr_reclaims--;
6319                         continue;
6320                 }
6321
6322                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6323                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6324                         break;
6325         }
6326
6327         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6328         return nbytes;
6329 }
6330
6331 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6332 {
6333         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6334         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6335         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6336         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6337         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6338                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6339 }
6340
6341 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6342 {
6343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6344
6345         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6346         return 0;
6347 }
6348
6349 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6350 {
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6352
6353         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6354         return 0;
6355 }
6356
6357 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6358 {
6359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6360         char *buf;
6361
6362         buf = memory_stat_format(memcg);
6363         if (!buf)
6364                 return -ENOMEM;
6365         seq_puts(m, buf);
6366         kfree(buf);
6367         return 0;
6368 }
6369
6370 #ifdef CONFIG_NUMA
6371 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6372                                                      int item)
6373 {
6374         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6375 }
6376
6377 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6378 {
6379         int i;
6380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6381
6382         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6383                 int nid;
6384
6385                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6386                         continue;
6387
6388                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6389                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6390                         u64 size;
6391                         struct lruvec *lruvec;
6392
6393                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6394                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6395                                                         memory_stats[i].idx);
6396                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6397                 }
6398                 seq_putc(m, '\n');
6399         }
6400
6401         return 0;
6402 }
6403 #endif
6404
6405 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6406 {
6407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6408
6409         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6410
6411         return 0;
6412 }
6413
6414 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6415                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6416 {
6417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6418         int ret, oom_group;
6419
6420         buf = strstrip(buf);
6421         if (!buf)
6422                 return -EINVAL;
6423
6424         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6425         if (ret)
6426                 return ret;
6427
6428         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6429                 return -EINVAL;
6430
6431         memcg->oom_group = oom_group;
6432
6433         return nbytes;
6434 }
6435
6436 static struct cftype memory_files[] = {
6437         {
6438                 .name = "current",
6439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6440                 .read_u64 = memory_current_read,
6441         },
6442         {
6443                 .name = "min",
6444                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6445                 .seq_show = memory_min_show,
6446                 .write = memory_min_write,
6447         },
6448         {
6449                 .name = "low",
6450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6451                 .seq_show = memory_low_show,
6452                 .write = memory_low_write,
6453         },
6454         {
6455                 .name = "high",
6456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6457                 .seq_show = memory_high_show,
6458                 .write = memory_high_write,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "max",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .seq_show = memory_max_show,
6464                 .write = memory_max_write,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "events",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6470                 .seq_show = memory_events_show,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "events.local",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6476                 .seq_show = memory_events_local_show,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "stat",
6480                 .seq_show = memory_stat_show,
6481         },
6482 #ifdef CONFIG_NUMA
6483         {
6484                 .name = "numa_stat",
6485                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6486         },
6487 #endif
6488         {
6489                 .name = "oom.group",
6490                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6491                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6492                 .write = memory_oom_group_write,
6493         },
6494         { }     /* terminate */
6495 };
6496
6497 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6498         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6499         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6500         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6501         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6502         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6503         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6504         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6505         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6506         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6507         .dfl_cftypes = memory_files,
6508         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6509         .early_init = 0,
6510 };
6511
6512 /*
6513  * This function calculates an individual cgroup's effective
6514  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6515  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6516  * distribution in the tree.
6517  *
6518  * The following rules apply to the effective protection values:
6519  *
6520  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6521  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6522  *
6523  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6524  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6525  *    parent's effective protection.
6526  *
6527  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6528  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6529  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6530  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6531  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6532  *
6533  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6534  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6535  *    the unused remainder is available to its siblings.
6536  *
6537  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6538  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6539  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6540  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6541  *
6542  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6543  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6544  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6545  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6546  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6547  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6548  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6549  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6550  *
6551  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6552  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6553  * neighboring subtrees.
6554  */
6555 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6556                                           unsigned long parent_usage,
6557                                           unsigned long setting,
6558                                           unsigned long parent_effective,
6559                                           unsigned long siblings_protected)
6560 {
6561         unsigned long protected;
6562         unsigned long ep;
6563
6564         protected = min(usage, setting);
6565         /*
6566          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6567          * protection then what the parent affords them, distribute
6568          * shares in proportion to utilization.
6569          *
6570          * We are using actual utilization rather than the statically
6571          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6572          * but unused protection is available to siblings that would
6573          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6574          */
6575         if (siblings_protected > parent_effective)
6576                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6577
6578         /*
6579          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6580          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6581          * and utilizes is effectively protected.
6582          *
6583          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6584          * will apply pressure in proportion to that amount.
6585          *
6586          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6587          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6588          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6589          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6590          * protection is always dependent on how memory is actually
6591          * consumed among the siblings anyway.
6592          */
6593         ep = protected;
6594
6595         /*
6596          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6597          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6598          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6599          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6600          * other compete freely over the allowance, but they are
6601          * collectively protected from neighboring trees.
6602          *
6603          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6604          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6605          * the same bytes twice.
6606          *
6607          * Check both usage and parent_usage against the respective
6608          * protected values. One should imply the other, but they
6609          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6610          */
6611         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6612                 return ep;
6613         if (parent_effective > siblings_protected &&
6614             parent_usage > siblings_protected &&
6615             usage > protected) {
6616                 unsigned long unclaimed;
6617
6618                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6619                 unclaimed *= usage - protected;
6620                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6621
6622                 ep += unclaimed;
6623         }
6624
6625         return ep;
6626 }
6627
6628 /**
6629  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6630  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6631  * @memcg: the memory cgroup to check
6632  *
6633  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6634  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6635  */
6636 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6637                                      struct mem_cgroup *memcg)
6638 {
6639         unsigned long usage, parent_usage;
6640         struct mem_cgroup *parent;
6641
6642         if (mem_cgroup_disabled())
6643                 return;
6644
6645         if (!root)
6646                 root = root_mem_cgroup;
6647
6648         /*
6649          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6650          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6651          * details.
6652          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6653          * that special casing.
6654          */
6655         if (memcg == root)
6656                 return;
6657
6658         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6659         if (!usage)
6660                 return;
6661
6662         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6663         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6664         if (!parent)
6665                 return;
6666
6667         if (parent == root) {
6668                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6669                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6670                 return;
6671         }
6672
6673         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6674
6675         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6676                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6677                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6678                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6679
6680         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6681                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6682                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6683                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6684 }
6685
6686 /**
6687  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6688  * @page: page to charge
6689  * @mm: mm context of the victim
6690  * @gfp_mask: reclaim mode
6691  *
6692  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6693  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6694  *
6695  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6696  */
6697 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6698 {
6699         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6700         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6701         int ret = 0;
6702
6703         if (mem_cgroup_disabled())
6704                 goto out;
6705
6706         if (PageSwapCache(page)) {
6707                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6708                 unsigned short id;
6709
6710                 /*
6711                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6712                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6713                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6714                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6715                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6716                  */
6717                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6718                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6719                         goto out;
6720
6721                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6722                 rcu_read_lock();
6723                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6724                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6725                         memcg = NULL;
6726                 rcu_read_unlock();
6727         }
6728
6729         if (!memcg)
6730                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6731
6732         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6733         if (ret)
6734                 goto out_put;
6735
6736         css_get(&memcg->css);
6737         commit_charge(page, memcg);
6738
6739         local_irq_disable();
6740         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6741         memcg_check_events(memcg, page);
6742         local_irq_enable();
6743
6744         /*
6745          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6746          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6747          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6748          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6749          * the entire time.
6750          *
6751          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6752          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6753          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6754          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6755          */
6756         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6757                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6758                 /*
6759                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6760                  * let's not wait for it.  The page already received a
6761                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6762                  */
6763                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6764         }
6765
6766 out_put:
6767         css_put(&memcg->css);
6768 out:
6769         return ret;
6770 }
6771
6772 struct uncharge_gather {
6773         struct mem_cgroup *memcg;
6774         unsigned long nr_pages;
6775         unsigned long pgpgout;
6776         unsigned long nr_kmem;
6777         struct page *dummy_page;
6778 };
6779
6780 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6781 {
6782         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6783 }
6784
6785 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6786 {
6787         unsigned long flags;
6788
6789         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6790                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6791                 if (do_memsw_account())
6792                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6793                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6794                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6795                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6796         }
6797
6798         local_irq_save(flags);
6799         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6800         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6801         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6802         local_irq_restore(flags);
6803
6804         /* drop reference from uncharge_page */
6805         css_put(&ug->memcg->css);
6806 }
6807
6808 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6809 {
6810         unsigned long nr_pages;
6811
6812         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6813
6814         if (!page_memcg(page))
6815                 return;
6816
6817         /*
6818          * Nobody should be changing or seriously looking at
6819          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6820          * exclusive access to the page.
6821          */
6822
6823         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6824                 if (ug->memcg) {
6825                         uncharge_batch(ug);
6826                         uncharge_gather_clear(ug);
6827                 }
6828                 ug->memcg = page_memcg(page);
6829
6830                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6831                 css_get(&ug->memcg->css);
6832         }
6833
6834         nr_pages = compound_nr(page);
6835         ug->nr_pages += nr_pages;
6836
6837         if (PageMemcgKmem(page))
6838                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6839         else
6840                 ug->pgpgout++;
6841
6842         ug->dummy_page = page;
6843         page->memcg_data = 0;
6844         css_put(&ug->memcg->css);
6845 }
6846
6847 /**
6848  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6849  * @page: page to uncharge
6850  *
6851  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6852  */
6853 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6854 {
6855         struct uncharge_gather ug;
6856
6857         if (mem_cgroup_disabled())
6858                 return;
6859
6860         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6861         if (!page_memcg(page))
6862                 return;
6863
6864         uncharge_gather_clear(&ug);
6865         uncharge_page(page, &ug);
6866         uncharge_batch(&ug);
6867 }
6868
6869 /**
6870  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6871  * @page_list: list of pages to uncharge
6872  *
6873  * Uncharge a list of pages previously charged with
6874  * mem_cgroup_charge().
6875  */
6876 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6877 {
6878         struct uncharge_gather ug;
6879         struct page *page;
6880
6881         if (mem_cgroup_disabled())
6882                 return;
6883
6884         uncharge_gather_clear(&ug);
6885         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6886                 uncharge_page(page, &ug);
6887         if (ug.memcg)
6888                 uncharge_batch(&ug);
6889 }
6890
6891 /**
6892  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6893  * @oldpage: currently circulating page
6894  * @newpage: replacement page
6895  *
6896  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6897  * be uncharged upon free.
6898  *
6899  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6900  */
6901 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6902 {
6903         struct mem_cgroup *memcg;
6904         unsigned int nr_pages;
6905         unsigned long flags;
6906
6907         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6908         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6909         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6910         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6911                        newpage);
6912
6913         if (mem_cgroup_disabled())
6914                 return;
6915
6916         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6917         if (page_memcg(newpage))
6918                 return;
6919
6920         memcg = page_memcg(oldpage);
6921         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6922         if (!memcg)
6923                 return;
6924
6925         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6926         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6927
6928         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6929         if (do_memsw_account())
6930                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6931
6932         css_get(&memcg->css);
6933         commit_charge(newpage, memcg);
6934
6935         local_irq_save(flags);
6936         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6937         memcg_check_events(memcg, newpage);
6938         local_irq_restore(flags);
6939 }
6940
6941 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6942 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6943
6944 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6945 {
6946         struct mem_cgroup *memcg;
6947
6948         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6949                 return;
6950
6951         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6952         if (in_interrupt())
6953                 return;
6954
6955         rcu_read_lock();
6956         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6957         if (memcg == root_mem_cgroup)
6958                 goto out;
6959         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6960                 goto out;
6961         if (css_tryget(&memcg->css))
6962                 sk->sk_memcg = memcg;
6963 out:
6964         rcu_read_unlock();
6965 }
6966
6967 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6968 {
6969         if (sk->sk_memcg)
6970                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6971 }
6972
6973 /**
6974  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6975  * @memcg: memcg to charge
6976  * @nr_pages: number of pages to charge
6977  *
6978  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6979  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6980  */
6981 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6982 {
6983         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6984
6985         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6986                 struct page_counter *fail;
6987
6988                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6989                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6990                         return true;
6991                 }
6992                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6993                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6994                 return false;
6995         }
6996
6997         /* Don't block in the packet receive path */
6998         if (in_softirq())
6999                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7000
7001         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7002
7003         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7004                 return true;
7005
7006         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7007         return false;
7008 }
7009
7010 /**
7011  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7012  * @memcg: memcg to uncharge
7013  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7014  */
7015 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7016 {
7017         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7018                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7019                 return;
7020         }
7021
7022         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7023
7024         refill_stock(memcg, nr_pages);
7025 }
7026
7027 static int __init cgroup_memory(char *s)
7028 {
7029         char *token;
7030
7031         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7032                 if (!*token)
7033                         continue;
7034                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7035                         cgroup_memory_nosocket = true;
7036                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7037                         cgroup_memory_nokmem = true;
7038         }
7039         return 0;
7040 }
7041 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7042
7043 /*
7044  * subsys_initcall() for memory controller.
7045  *
7046  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7047  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7048  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7049  * should be initialized from here.
7050  */
7051 static int __init mem_cgroup_init(void)
7052 {
7053         int cpu, node;
7054
7055         /*
7056          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7057          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7058          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7059          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7060          */
7061         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7062
7063         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7064                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7065
7066         for_each_possible_cpu(cpu)
7067                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7068                           drain_local_stock);
7069
7070         for_each_node(node) {
7071                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7072
7073                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7074                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7075
7076                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7077                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7078                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7079                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7080         }
7081
7082         return 0;
7083 }
7084 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7085
7086 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7087 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7088 {
7089         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7090                 /*
7091                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7092                  * always be >= 1.
7093                  */
7094                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7095                         VM_BUG_ON(1);
7096                         break;
7097                 }
7098                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7099                 if (!memcg)
7100                         memcg = root_mem_cgroup;
7101         }
7102         return memcg;
7103 }
7104
7105 /**
7106  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7107  * @page: page whose memsw charge to transfer
7108  * @entry: swap entry to move the charge to
7109  *
7110  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7111  */
7112 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7113 {
7114         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7115         unsigned int nr_entries;
7116         unsigned short oldid;
7117
7118         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7119         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7120
7121         if (mem_cgroup_disabled())
7122                 return;
7123
7124         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7125                 return;
7126
7127         memcg = page_memcg(page);
7128
7129         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7130         if (!memcg)
7131                 return;
7132
7133         /*
7134          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7135          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7136          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7137          */
7138         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7139         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7140         /* Get references for the tail pages, too */
7141         if (nr_entries > 1)
7142                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7143         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7144                                    nr_entries);
7145         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7146         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7147
7148         page->memcg_data = 0;
7149
7150         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7151                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7152
7153         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7154                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7155                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7156                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7157         }
7158
7159         /*
7160          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7161          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7162          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7163          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7164          */
7165         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7166         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7167         memcg_check_events(memcg, page);
7168
7169         css_put(&memcg->css);
7170 }
7171
7172 /**
7173  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7174  * @page: page being added to swap
7175  * @entry: swap entry to charge
7176  *
7177  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7178  *
7179  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7180  */
7181 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7182 {
7183         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7184         struct page_counter *counter;
7185         struct mem_cgroup *memcg;
7186         unsigned short oldid;
7187
7188         if (mem_cgroup_disabled())
7189                 return 0;
7190
7191         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7192                 return 0;
7193
7194         memcg = page_memcg(page);
7195
7196         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7197         if (!memcg)
7198                 return 0;
7199
7200         if (!entry.val) {
7201                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7202                 return 0;
7203         }
7204
7205         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7206
7207         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7208             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7209                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7210                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7211                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7212                 return -ENOMEM;
7213         }
7214
7215         /* Get references for the tail pages, too */
7216         if (nr_pages > 1)
7217                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7218         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7219         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7220         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7221
7222         return 0;
7223 }
7224
7225 /**
7226  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7227  * @entry: swap entry to uncharge
7228  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7229  */
7230 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7231 {
7232         struct mem_cgroup *memcg;
7233         unsigned short id;
7234
7235         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7236         rcu_read_lock();
7237         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7238         if (memcg) {
7239                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7240                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7241                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7242                         else
7243                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7244                 }
7245                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7246                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7247         }
7248         rcu_read_unlock();
7249 }
7250
7251 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7252 {
7253         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7254
7255         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7256                 return nr_swap_pages;
7257         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7258                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7259                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7260                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7261         return nr_swap_pages;
7262 }
7263
7264 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7265 {
7266         struct mem_cgroup *memcg;
7267
7268         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7269
7270         if (vm_swap_full())
7271                 return true;
7272         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7273                 return false;
7274
7275         memcg = page_memcg(page);
7276         if (!memcg)
7277                 return false;
7278
7279         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7280                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7281
7282                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7283                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7284                         return true;
7285         }
7286
7287         return false;
7288 }
7289
7290 static int __init setup_swap_account(char *s)
7291 {
7292         if (!strcmp(s, "1"))
7293                 cgroup_memory_noswap = false;
7294         else if (!strcmp(s, "0"))
7295                 cgroup_memory_noswap = true;
7296         return 1;
7297 }
7298 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7299
7300 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7301                              struct cftype *cft)
7302 {
7303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7304
7305         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7306 }
7307
7308 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7309 {
7310         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7311                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7312 }
7313
7314 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7315                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7316 {
7317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7318         unsigned long high;
7319         int err;
7320
7321         buf = strstrip(buf);
7322         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7323         if (err)
7324                 return err;
7325
7326         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7327
7328         return nbytes;
7329 }
7330
7331 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7332 {
7333         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7334                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7335 }
7336
7337 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7338                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7339 {
7340         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7341         unsigned long max;
7342         int err;
7343
7344         buf = strstrip(buf);
7345         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7346         if (err)
7347                 return err;
7348
7349         xchg(&memcg->swap.max, max);
7350
7351         return nbytes;
7352 }
7353
7354 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7355 {
7356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7357
7358         seq_printf(m, "high %lu\n",
7359                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7360         seq_printf(m, "max %lu\n",
7361                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7362         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7363                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7364
7365         return 0;
7366 }
7367
7368 static struct cftype swap_files[] = {
7369         {
7370                 .name = "swap.current",
7371                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7372                 .read_u64 = swap_current_read,
7373         },
7374         {
7375                 .name = "swap.high",
7376                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7377                 .seq_show = swap_high_show,
7378                 .write = swap_high_write,
7379         },
7380         {
7381                 .name = "swap.max",
7382                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7383                 .seq_show = swap_max_show,
7384                 .write = swap_max_write,
7385         },
7386         {
7387                 .name = "swap.events",
7388                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7389                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7390                 .seq_show = swap_events_show,
7391         },
7392         { }     /* terminate */
7393 };
7394
7395 static struct cftype memsw_files[] = {
7396         {
7397                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7398                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7399                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7400         },
7401         {
7402                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7403                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7404                 .write = mem_cgroup_reset,
7405                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7406         },
7407         {
7408                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7409                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7410                 .write = mem_cgroup_write,
7411                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7412         },
7413         {
7414                 .name = "memsw.failcnt",
7415                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7416                 .write = mem_cgroup_reset,
7417                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7418         },
7419         { },    /* terminate */
7420 };
7421
7422 /*
7423  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7424  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7425  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7426  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7427  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7428  */
7429 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7430 {
7431         /* No memory control -> no swap control */
7432         if (mem_cgroup_disabled())
7433                 cgroup_memory_noswap = true;
7434
7435         if (cgroup_memory_noswap)
7436                 return 0;
7437
7438         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7439         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7440
7441         return 0;
7442 }
7443 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7444
7445 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */