mm: memcg/slab: allocate obj_cgroups for non-root slab pages
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
87 #else
88 #define cgroup_memory_noswap            1
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
99 }
100
101 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
102 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
103
104 /*
105  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
106  * their hierarchy representation
107  */
108
109 struct mem_cgroup_tree_per_node {
110         struct rb_root rb_root;
111         struct rb_node *rb_rightmost;
112         spinlock_t lock;
113 };
114
115 struct mem_cgroup_tree {
116         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
117 };
118
119 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
120
121 /* for OOM */
122 struct mem_cgroup_eventfd_list {
123         struct list_head list;
124         struct eventfd_ctx *eventfd;
125 };
126
127 /*
128  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
129  */
130 struct mem_cgroup_event {
131         /*
132          * memcg which the event belongs to.
133          */
134         struct mem_cgroup *memcg;
135         /*
136          * eventfd to signal userspace about the event.
137          */
138         struct eventfd_ctx *eventfd;
139         /*
140          * Each of these stored in a list by the cgroup.
141          */
142         struct list_head list;
143         /*
144          * register_event() callback will be used to add new userspace
145          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
146          * on eventfd to send notification to userspace.
147          */
148         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
149                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
150         /*
151          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
152          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
153          * if you want provide notification functionality.
154          */
155         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
156                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
157         /*
158          * All fields below needed to unregister event when
159          * userspace closes eventfd.
160          */
161         poll_table pt;
162         wait_queue_head_t *wqh;
163         wait_queue_entry_t wait;
164         struct work_struct remove;
165 };
166
167 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
168 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
169
170 /* Stuffs for move charges at task migration. */
171 /*
172  * Types of charges to be moved.
173  */
174 #define MOVE_ANON       0x1U
175 #define MOVE_FILE       0x2U
176 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
177
178 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
179 static struct move_charge_struct {
180         spinlock_t        lock; /* for from, to */
181         struct mm_struct  *mm;
182         struct mem_cgroup *from;
183         struct mem_cgroup *to;
184         unsigned long flags;
185         unsigned long precharge;
186         unsigned long moved_charge;
187         unsigned long moved_swap;
188         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
189         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
190 } mc = {
191         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
192         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
193 };
194
195 /*
196  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
197  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
198  */
199 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
200 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
201
202 enum charge_type {
203         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
204         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
205         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
206         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
207         NR_CHARGE_TYPE,
208 };
209
210 /* for encoding cft->private value on file */
211 enum res_type {
212         _MEM,
213         _MEMSWAP,
214         _OOM_TYPE,
215         _KMEM,
216         _TCP,
217 };
218
219 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
220 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
221 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
222 /* Used for OOM nofiier */
223 #define OOM_CONTROL             (0)
224
225 /*
226  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
227  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
228  * be used for reference counting.
229  */
230 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
231         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
232              iter != NULL;                              \
233              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
234
235 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
236         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
237              iter != NULL;                              \
238              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
239
240 static inline bool should_force_charge(void)
241 {
242         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
243                 (current->flags & PF_EXITING);
244 }
245
246 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
247 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
248 {
249         if (!memcg)
250                 memcg = root_mem_cgroup;
251         return &memcg->vmpressure;
252 }
253
254 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
255 {
256         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
260 extern spinlock_t css_set_lock;
261
262 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
263 {
264         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
265         struct mem_cgroup *memcg;
266         unsigned int nr_bytes;
267         unsigned int nr_pages;
268         unsigned long flags;
269
270         /*
271          * At this point all allocated objects are freed, and
272          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
273          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
274          *
275          * The following sequence can lead to it:
276          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
277          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
278          *          PAGE_SIZE bytes are charged
279          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
280          *          the stock if flushed,
281          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
282          * 5) CPU0: we do release this object,
283          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
284          * 6) CPU0: stock is flushed,
285          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
286          *
287          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
288          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
289          */
290         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
291         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
292         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
293
294         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
295         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
296         if (nr_pages)
297                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
298         list_del(&objcg->list);
299         mem_cgroup_put(memcg);
300         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
301
302         percpu_ref_exit(ref);
303         kfree_rcu(objcg, rcu);
304 }
305
306 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
307 {
308         struct obj_cgroup *objcg;
309         int ret;
310
311         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
312         if (!objcg)
313                 return NULL;
314
315         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
316                               GFP_KERNEL);
317         if (ret) {
318                 kfree(objcg);
319                 return NULL;
320         }
321         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
322         return objcg;
323 }
324
325 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
326                                   struct mem_cgroup *parent)
327 {
328         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
329
330         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
331
332         spin_lock_irq(&css_set_lock);
333
334         /* Move active objcg to the parent's list */
335         xchg(&objcg->memcg, parent);
336         css_get(&parent->css);
337         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
338
339         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
341                 css_get(&parent->css);
342                 xchg(&iter->memcg, parent);
343                 css_put(&memcg->css);
344         }
345         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
346
347         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
348
349         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
350 }
351
352 /*
353  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
354  * The main reason for not using cgroup id for this:
355  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
356  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
357  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
358  *  200 entry array for that.
359  *
360  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
361  * will double each time we have to increase it.
362  */
363 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
364 int memcg_nr_cache_ids;
365
366 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
367 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
368
369 void memcg_get_cache_ids(void)
370 {
371         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
372 }
373
374 void memcg_put_cache_ids(void)
375 {
376         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
377 }
378
379 /*
380  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
381  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
382  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
383  * tunable, but that is strictly not necessary.
384  *
385  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
386  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
387  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
388  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
389  * increase ours as well if it increases.
390  */
391 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
392 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
393
394 /*
395  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
396  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
397  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
398  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
399  */
400 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
401 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
402
403 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
404 #endif
405
406 static int memcg_shrinker_map_size;
407 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
408
409 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
410 {
411         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
412 }
413
414 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
415                                          int size, int old_size)
416 {
417         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
418         int nid;
419
420         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
421
422         for_each_node(nid) {
423                 old = rcu_dereference_protected(
424                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
425                 /* Not yet online memcg */
426                 if (!old)
427                         return 0;
428
429                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
430                 if (!new)
431                         return -ENOMEM;
432
433                 /* Set all old bits, clear all new bits */
434                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
435                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
436
437                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
438                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
439         }
440
441         return 0;
442 }
443
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
445 {
446         struct mem_cgroup_per_node *pn;
447         struct memcg_shrinker_map *map;
448         int nid;
449
450         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
451                 return;
452
453         for_each_node(nid) {
454                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
455                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
456                 if (map)
457                         kvfree(map);
458                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
459         }
460 }
461
462 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
463 {
464         struct memcg_shrinker_map *map;
465         int nid, size, ret = 0;
466
467         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
468                 return 0;
469
470         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
471         size = memcg_shrinker_map_size;
472         for_each_node(nid) {
473                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
474                 if (!map) {
475                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
476                         ret = -ENOMEM;
477                         break;
478                 }
479                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
480         }
481         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
482
483         return ret;
484 }
485
486 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
487 {
488         int size, old_size, ret = 0;
489         struct mem_cgroup *memcg;
490
491         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
492         old_size = memcg_shrinker_map_size;
493         if (size <= old_size)
494                 return 0;
495
496         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
497         if (!root_mem_cgroup)
498                 goto unlock;
499
500         for_each_mem_cgroup(memcg) {
501                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
502                         continue;
503                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
504                 if (ret) {
505                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
506                         goto unlock;
507                 }
508         }
509 unlock:
510         if (!ret)
511                 memcg_shrinker_map_size = size;
512         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
513         return ret;
514 }
515
516 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
517 {
518         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
519                 struct memcg_shrinker_map *map;
520
521                 rcu_read_lock();
522                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
523                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
524                 smp_mb__before_atomic();
525                 set_bit(shrinker_id, map->map);
526                 rcu_read_unlock();
527         }
528 }
529
530 /**
531  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
532  * @page: page of interest
533  *
534  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
535  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
536  * until it is released.
537  *
538  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
539  * is returned.
540  */
541 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
542 {
543         struct mem_cgroup *memcg;
544
545         memcg = page->mem_cgroup;
546
547         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
548                 memcg = root_mem_cgroup;
549
550         return &memcg->css;
551 }
552
553 /**
554  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
555  * @page: the page
556  *
557  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
558  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
559  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
560  *
561  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
562  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
563  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
564  * do not care (such as procfs interfaces).
565  */
566 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
567 {
568         struct mem_cgroup *memcg;
569         unsigned long ino = 0;
570
571         rcu_read_lock();
572         if (PageSlab(page) && !PageTail(page)) {
573                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
574         } else {
575                 memcg = page->mem_cgroup;
576
577                 /*
578                  * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
579                  * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
580                  * In this case the page is shared and doesn't belong
581                  * to any specific memory cgroup.
582                  */
583                 if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
584                         memcg = NULL;
585         }
586
587         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
588                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
589         if (memcg)
590                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
591         rcu_read_unlock();
592         return ino;
593 }
594
595 static struct mem_cgroup_per_node *
596 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
597 {
598         int nid = page_to_nid(page);
599
600         return memcg->nodeinfo[nid];
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
604 soft_limit_tree_node(int nid)
605 {
606         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
607 }
608
609 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
610 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
611 {
612         int nid = page_to_nid(page);
613
614         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
615 }
616
617 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
618                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
619                                          unsigned long new_usage_in_excess)
620 {
621         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
622         struct rb_node *parent = NULL;
623         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
624         bool rightmost = true;
625
626         if (mz->on_tree)
627                 return;
628
629         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
630         if (!mz->usage_in_excess)
631                 return;
632         while (*p) {
633                 parent = *p;
634                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
635                                         tree_node);
636                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
637                         p = &(*p)->rb_left;
638                         rightmost = false;
639                 }
640
641                 /*
642                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
643                  * limit by the same amount
644                  */
645                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
646                         p = &(*p)->rb_right;
647         }
648
649         if (rightmost)
650                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
651
652         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
653         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
654         mz->on_tree = true;
655 }
656
657 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
658                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
659 {
660         if (!mz->on_tree)
661                 return;
662
663         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
664                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
665
666         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
667         mz->on_tree = false;
668 }
669
670 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
671                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
672 {
673         unsigned long flags;
674
675         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
676         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
677         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
678 }
679
680 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
681 {
682         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
683         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
684         unsigned long excess = 0;
685
686         if (nr_pages > soft_limit)
687                 excess = nr_pages - soft_limit;
688
689         return excess;
690 }
691
692 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
693 {
694         unsigned long excess;
695         struct mem_cgroup_per_node *mz;
696         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
697
698         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
699         if (!mctz)
700                 return;
701         /*
702          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
703          * because their event counter is not touched.
704          */
705         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
706                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
707                 excess = soft_limit_excess(memcg);
708                 /*
709                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
710                  * mem is over its softlimit.
711                  */
712                 if (excess || mz->on_tree) {
713                         unsigned long flags;
714
715                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
716                         /* if on-tree, remove it */
717                         if (mz->on_tree)
718                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
719                         /*
720                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
721                          * If excess is 0, no tree ops.
722                          */
723                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
724                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
725                 }
726         }
727 }
728
729 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
730 {
731         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
732         struct mem_cgroup_per_node *mz;
733         int nid;
734
735         for_each_node(nid) {
736                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
737                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
738                 if (mctz)
739                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
740         }
741 }
742
743 static struct mem_cgroup_per_node *
744 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
745 {
746         struct mem_cgroup_per_node *mz;
747
748 retry:
749         mz = NULL;
750         if (!mctz->rb_rightmost)
751                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
752
753         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
754                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
755         /*
756          * Remove the node now but someone else can add it back,
757          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
758          * position in the tree.
759          */
760         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
761         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
762             !css_tryget(&mz->memcg->css))
763                 goto retry;
764 done:
765         return mz;
766 }
767
768 static struct mem_cgroup_per_node *
769 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
770 {
771         struct mem_cgroup_per_node *mz;
772
773         spin_lock_irq(&mctz->lock);
774         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
775         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
776         return mz;
777 }
778
779 /**
780  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
781  * @memcg: the memory cgroup
782  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
783  * @val: delta to add to the counter, can be negative
784  */
785 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
786 {
787         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
788
789         if (mem_cgroup_disabled())
790                 return;
791
792         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
793                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
794
795         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
796         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
797                 struct mem_cgroup *mi;
798
799                 /*
800                  * Batch local counters to keep them in sync with
801                  * the hierarchical ones.
802                  */
803                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
804                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
805                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
806                 x = 0;
807         }
808         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
809 }
810
811 static struct mem_cgroup_per_node *
812 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
813 {
814         struct mem_cgroup *parent;
815
816         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
817         if (!parent)
818                 return NULL;
819         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
820 }
821
822 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
823                               int val)
824 {
825         struct mem_cgroup_per_node *pn;
826         struct mem_cgroup *memcg;
827         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
828
829         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
830         memcg = pn->memcg;
831
832         /* Update memcg */
833         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
834
835         /* Update lruvec */
836         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
837
838         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
839                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
840
841         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
842         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
843                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
844                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
845
846                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
847                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
848                 x = 0;
849         }
850         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
851 }
852
853 /**
854  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
855  * @lruvec: the lruvec
856  * @idx: the stat item
857  * @val: delta to add to the counter, can be negative
858  *
859  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
860  * function updates the all three counters that are affected by a
861  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
862  */
863 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
864                         int val)
865 {
866         /* Update node */
867         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
868
869         /* Update memcg and lruvec */
870         if (!mem_cgroup_disabled())
871                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
872 }
873
874 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
875 {
876         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
877         struct mem_cgroup *memcg;
878         struct lruvec *lruvec;
879
880         rcu_read_lock();
881         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
882
883         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
884         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
885                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
886         } else {
887                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
888                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
889         }
890         rcu_read_unlock();
891 }
892
893 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
894 {
895         struct mem_cgroup *memcg;
896
897         rcu_read_lock();
898         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
899         if (memcg)
900                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
901         rcu_read_unlock();
902 }
903
904 /**
905  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
906  * @memcg: the memory cgroup
907  * @idx: the event item
908  * @count: the number of events that occured
909  */
910 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
911                           unsigned long count)
912 {
913         unsigned long x;
914
915         if (mem_cgroup_disabled())
916                 return;
917
918         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
919         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
920                 struct mem_cgroup *mi;
921
922                 /*
923                  * Batch local counters to keep them in sync with
924                  * the hierarchical ones.
925                  */
926                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
927                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
928                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
929                 x = 0;
930         }
931         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
932 }
933
934 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
935 {
936         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
937 }
938
939 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
940 {
941         long x = 0;
942         int cpu;
943
944         for_each_possible_cpu(cpu)
945                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
946         return x;
947 }
948
949 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
950                                          struct page *page,
951                                          int nr_pages)
952 {
953         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
954         if (nr_pages > 0)
955                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
956         else {
957                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
958                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
959         }
960
961         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
962 }
963
964 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
965                                        enum mem_cgroup_events_target target)
966 {
967         unsigned long val, next;
968
969         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
970         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
971         /* from time_after() in jiffies.h */
972         if ((long)(next - val) < 0) {
973                 switch (target) {
974                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
975                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
976                         break;
977                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
978                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
979                         break;
980                 default:
981                         break;
982                 }
983                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
984                 return true;
985         }
986         return false;
987 }
988
989 /*
990  * Check events in order.
991  *
992  */
993 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
994 {
995         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
996         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
997                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
998                 bool do_softlimit;
999
1000                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1001                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1002                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1003                 if (unlikely(do_softlimit))
1004                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1005         }
1006 }
1007
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1009 {
1010         /*
1011          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1012          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1013          * So this can be called with p == NULL.
1014          */
1015         if (unlikely(!p))
1016                 return NULL;
1017
1018         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1019 }
1020 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1021
1022 /**
1023  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1024  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1025  *
1026  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1027  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1028  * returned.
1029  */
1030 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1031 {
1032         struct mem_cgroup *memcg;
1033
1034         if (mem_cgroup_disabled())
1035                 return NULL;
1036
1037         rcu_read_lock();
1038         do {
1039                 /*
1040                  * Page cache insertions can happen withou an
1041                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1042                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1043                  */
1044                 if (unlikely(!mm))
1045                         memcg = root_mem_cgroup;
1046                 else {
1047                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1048                         if (unlikely(!memcg))
1049                                 memcg = root_mem_cgroup;
1050                 }
1051         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1052         rcu_read_unlock();
1053         return memcg;
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1056
1057 /**
1058  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1059  * @page: page from which memcg should be extracted.
1060  *
1061  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1062  * root_mem_cgroup is returned.
1063  */
1064 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1065 {
1066         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1067
1068         if (mem_cgroup_disabled())
1069                 return NULL;
1070
1071         rcu_read_lock();
1072         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1073         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1074                 memcg = root_mem_cgroup;
1075         rcu_read_unlock();
1076         return memcg;
1077 }
1078 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1079
1080 /**
1081  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
1082  */
1083 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1084 {
1085         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1086                 struct mem_cgroup *memcg;
1087
1088                 rcu_read_lock();
1089                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
1090                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&current->active_memcg->css)))
1091                         memcg = root_mem_cgroup;
1092                 else
1093                         memcg = current->active_memcg;
1094                 rcu_read_unlock();
1095                 return memcg;
1096         }
1097         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1098 }
1099
1100 /**
1101  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1102  * @root: hierarchy root
1103  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1104  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1105  *
1106  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1107  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1108  *
1109  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1110  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1111  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1112  *
1113  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1114  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1115  * reclaimers operating on the same node and priority.
1116  */
1117 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1118                                    struct mem_cgroup *prev,
1119                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1120 {
1121         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1122         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1123         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1124         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1125
1126         if (mem_cgroup_disabled())
1127                 return NULL;
1128
1129         if (!root)
1130                 root = root_mem_cgroup;
1131
1132         if (prev && !reclaim)
1133                 pos = prev;
1134
1135         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1136                 if (prev)
1137                         goto out;
1138                 return root;
1139         }
1140
1141         rcu_read_lock();
1142
1143         if (reclaim) {
1144                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1145
1146                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1147                 iter = &mz->iter;
1148
1149                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1150                         goto out_unlock;
1151
1152                 while (1) {
1153                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1154                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1155                                 break;
1156                         /*
1157                          * css reference reached zero, so iter->position will
1158                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1159                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1160                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1161                          * might block it. So we clear iter->position right
1162                          * away.
1163                          */
1164                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1165                 }
1166         }
1167
1168         if (pos)
1169                 css = &pos->css;
1170
1171         for (;;) {
1172                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1173                 if (!css) {
1174                         /*
1175                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1176                          * new one might jump in right at the end of
1177                          * the hierarchy - make sure they see at least
1178                          * one group and restart from the beginning.
1179                          */
1180                         if (!prev)
1181                                 continue;
1182                         break;
1183                 }
1184
1185                 /*
1186                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1187                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1188                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1189                  */
1190                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1191
1192                 if (css == &root->css)
1193                         break;
1194
1195                 if (css_tryget(css))
1196                         break;
1197
1198                 memcg = NULL;
1199         }
1200
1201         if (reclaim) {
1202                 /*
1203                  * The position could have already been updated by a competing
1204                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1205                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1206                  */
1207                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1208
1209                 if (pos)
1210                         css_put(&pos->css);
1211
1212                 if (!memcg)
1213                         iter->generation++;
1214                 else if (!prev)
1215                         reclaim->generation = iter->generation;
1216         }
1217
1218 out_unlock:
1219         rcu_read_unlock();
1220 out:
1221         if (prev && prev != root)
1222                 css_put(&prev->css);
1223
1224         return memcg;
1225 }
1226
1227 /**
1228  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1229  * @root: hierarchy root
1230  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1231  */
1232 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1233                            struct mem_cgroup *prev)
1234 {
1235         if (!root)
1236                 root = root_mem_cgroup;
1237         if (prev && prev != root)
1238                 css_put(&prev->css);
1239 }
1240
1241 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1242                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1243 {
1244         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1245         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1246         int nid;
1247
1248         for_each_node(nid) {
1249                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1250                 iter = &mz->iter;
1251                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1252         }
1253 }
1254
1255 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1256 {
1257         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1258         struct mem_cgroup *last;
1259
1260         do {
1261                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1262                 last = memcg;
1263         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1264
1265         /*
1266          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1267          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1268          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1269          * dead_memcg from cgroup root separately.
1270          */
1271         if (last != root_mem_cgroup)
1272                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1273                                                 dead_memcg);
1274 }
1275
1276 /**
1277  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1278  * @memcg: hierarchy root
1279  * @fn: function to call for each task
1280  * @arg: argument passed to @fn
1281  *
1282  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1283  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1284  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1285  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1286  *
1287  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1288  */
1289 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1290                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1291 {
1292         struct mem_cgroup *iter;
1293         int ret = 0;
1294
1295         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1296
1297         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1298                 struct css_task_iter it;
1299                 struct task_struct *task;
1300
1301                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1302                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1303                         ret = fn(task, arg);
1304                 css_task_iter_end(&it);
1305                 if (ret) {
1306                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1307                         break;
1308                 }
1309         }
1310         return ret;
1311 }
1312
1313 /**
1314  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1315  * @page: the page
1316  * @pgdat: pgdat of the page
1317  *
1318  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1319  * access rules in commit_charge().
1320  */
1321 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1322 {
1323         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1324         struct mem_cgroup *memcg;
1325         struct lruvec *lruvec;
1326
1327         if (mem_cgroup_disabled()) {
1328                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1329                 goto out;
1330         }
1331
1332         memcg = page->mem_cgroup;
1333         /*
1334          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1335          * possibly migrated - before they are charged.
1336          */
1337         if (!memcg)
1338                 memcg = root_mem_cgroup;
1339
1340         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1341         lruvec = &mz->lruvec;
1342 out:
1343         /*
1344          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1345          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1346          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1347          */
1348         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1349                 lruvec->pgdat = pgdat;
1350         return lruvec;
1351 }
1352
1353 /**
1354  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1355  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1356  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1357  * @zid: zone id of the accounted pages
1358  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1359  *
1360  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1361  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1362  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1363  */
1364 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1365                                 int zid, int nr_pages)
1366 {
1367         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1368         unsigned long *lru_size;
1369         long size;
1370
1371         if (mem_cgroup_disabled())
1372                 return;
1373
1374         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1375         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1376
1377         if (nr_pages < 0)
1378                 *lru_size += nr_pages;
1379
1380         size = *lru_size;
1381         if (WARN_ONCE(size < 0,
1382                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1383                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1384                 VM_BUG_ON(1);
1385                 *lru_size = 0;
1386         }
1387
1388         if (nr_pages > 0)
1389                 *lru_size += nr_pages;
1390 }
1391
1392 /**
1393  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1394  * @memcg: the memory cgroup
1395  *
1396  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1397  * pages.
1398  */
1399 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1400 {
1401         unsigned long margin = 0;
1402         unsigned long count;
1403         unsigned long limit;
1404
1405         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1406         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1407         if (count < limit)
1408                 margin = limit - count;
1409
1410         if (do_memsw_account()) {
1411                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1412                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1413                 if (count < limit)
1414                         margin = min(margin, limit - count);
1415                 else
1416                         margin = 0;
1417         }
1418
1419         return margin;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1424  *
1425  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1426  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1427  * caused by "move".
1428  */
1429 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1430 {
1431         struct mem_cgroup *from;
1432         struct mem_cgroup *to;
1433         bool ret = false;
1434         /*
1435          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1436          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1437          */
1438         spin_lock(&mc.lock);
1439         from = mc.from;
1440         to = mc.to;
1441         if (!from)
1442                 goto unlock;
1443
1444         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1445                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1446 unlock:
1447         spin_unlock(&mc.lock);
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1452 {
1453         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1454                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1455                         DEFINE_WAIT(wait);
1456                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1457                         /* moving charge context might have finished. */
1458                         if (mc.moving_task)
1459                                 schedule();
1460                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1461                         return true;
1462                 }
1463         }
1464         return false;
1465 }
1466
1467 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1468 {
1469         struct seq_buf s;
1470         int i;
1471
1472         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1473         if (!s.buffer)
1474                 return NULL;
1475
1476         /*
1477          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1478          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1479          *
1480          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1481          * 1) generic big picture -> specifics and details
1482          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1483          *
1484          * Current memory state:
1485          */
1486
1487         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1488                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED) *
1489                        PAGE_SIZE);
1490         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1491                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) *
1492                        PAGE_SIZE);
1493         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1494                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1495                        1024);
1496         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1497                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1498                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)));
1499         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1500                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1501                        PAGE_SIZE);
1502
1503         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1504                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1505                        PAGE_SIZE);
1506         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1507                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1508                        PAGE_SIZE);
1509         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1510                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1511                        PAGE_SIZE);
1512         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1513                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1514                        PAGE_SIZE);
1515
1516 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1517         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1518                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_ANON_THPS) *
1519                        HPAGE_PMD_SIZE);
1520 #endif
1521
1522         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1523                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", lru_list_name(i),
1524                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1525                                PAGE_SIZE);
1526
1527         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1528                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B));
1529         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1530                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B));
1531
1532         /* Accumulated memory events */
1533
1534         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1535                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1536         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1537                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1538
1539         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1540                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1541         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1542                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1543         seq_buf_printf(&s, "workingset_restore %lu\n",
1544                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_RESTORE));
1545         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1546                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1547
1548         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1549                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1550         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1551                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1552                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1553         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1554                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1555                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1556         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1557                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1558         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1559                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1560         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1561                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1562         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1563                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1564
1565 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1566         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1567                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1568         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1569                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1570 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1571
1572         /* The above should easily fit into one page */
1573         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1574
1575         return s.buffer;
1576 }
1577
1578 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1579 /**
1580  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1581  * memory controller.
1582  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1583  * @p: Task that is going to be killed
1584  *
1585  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1586  * enabled
1587  */
1588 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1589 {
1590         rcu_read_lock();
1591
1592         if (memcg) {
1593                 pr_cont(",oom_memcg=");
1594                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1595         } else
1596                 pr_cont(",global_oom");
1597         if (p) {
1598                 pr_cont(",task_memcg=");
1599                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1600         }
1601         rcu_read_unlock();
1602 }
1603
1604 /**
1605  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1606  * memory controller.
1607  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1608  */
1609 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         char *buf;
1612
1613         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1614                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1615                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1616         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1617                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1618                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1619                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1620         else {
1621                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1622                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1623                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1624                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1625                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1626                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1627         }
1628
1629         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1630         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1631         pr_cont(":");
1632         buf = memory_stat_format(memcg);
1633         if (!buf)
1634                 return;
1635         pr_info("%s", buf);
1636         kfree(buf);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1641  */
1642 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1643 {
1644         unsigned long max;
1645
1646         max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1647         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1648                 unsigned long memsw_max;
1649                 unsigned long swap_max;
1650
1651                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1652                 swap_max = READ_ONCE(memcg->swap.max);
1653                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1654                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1655         }
1656         return max;
1657 }
1658
1659 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1660 {
1661         return page_counter_read(&memcg->memory);
1662 }
1663
1664 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1665                                      int order)
1666 {
1667         struct oom_control oc = {
1668                 .zonelist = NULL,
1669                 .nodemask = NULL,
1670                 .memcg = memcg,
1671                 .gfp_mask = gfp_mask,
1672                 .order = order,
1673         };
1674         bool ret;
1675
1676         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1677                 return true;
1678         /*
1679          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1680          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1681          */
1682         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1683         mutex_unlock(&oom_lock);
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1688                                    pg_data_t *pgdat,
1689                                    gfp_t gfp_mask,
1690                                    unsigned long *total_scanned)
1691 {
1692         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1693         int total = 0;
1694         int loop = 0;
1695         unsigned long excess;
1696         unsigned long nr_scanned;
1697         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1698                 .pgdat = pgdat,
1699         };
1700
1701         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1702
1703         while (1) {
1704                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1705                 if (!victim) {
1706                         loop++;
1707                         if (loop >= 2) {
1708                                 /*
1709                                  * If we have not been able to reclaim
1710                                  * anything, it might because there are
1711                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1712                                  */
1713                                 if (!total)
1714                                         break;
1715                                 /*
1716                                  * We want to do more targeted reclaim.
1717                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1718                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1719                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1720                                  */
1721                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1722                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1723                                         break;
1724                         }
1725                         continue;
1726                 }
1727                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1728                                         pgdat, &nr_scanned);
1729                 *total_scanned += nr_scanned;
1730                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1731                         break;
1732         }
1733         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1734         return total;
1735 }
1736
1737 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1738 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1739         .name = "memcg_oom_lock",
1740 };
1741 #endif
1742
1743 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1744
1745 /*
1746  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1747  * If someone is running, return false.
1748  */
1749 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1750 {
1751         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1752
1753         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1754
1755         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1756                 if (iter->oom_lock) {
1757                         /*
1758                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1759                          * so we cannot give a lock.
1760                          */
1761                         failed = iter;
1762                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1763                         break;
1764                 } else
1765                         iter->oom_lock = true;
1766         }
1767
1768         if (failed) {
1769                 /*
1770                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1771                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1772                  */
1773                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1774                         if (iter == failed) {
1775                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1776                                 break;
1777                         }
1778                         iter->oom_lock = false;
1779                 }
1780         } else
1781                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1782
1783         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1784
1785         return !failed;
1786 }
1787
1788 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1789 {
1790         struct mem_cgroup *iter;
1791
1792         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1793         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1794         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1795                 iter->oom_lock = false;
1796         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1797 }
1798
1799 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter;
1802
1803         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1804         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1805                 iter->under_oom++;
1806         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1807 }
1808
1809 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1810 {
1811         struct mem_cgroup *iter;
1812
1813         /*
1814          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1815          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1816          */
1817         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1818         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1819                 if (iter->under_oom > 0)
1820                         iter->under_oom--;
1821         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1822 }
1823
1824 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1825
1826 struct oom_wait_info {
1827         struct mem_cgroup *memcg;
1828         wait_queue_entry_t      wait;
1829 };
1830
1831 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1832         unsigned mode, int sync, void *arg)
1833 {
1834         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1835         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1836         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1837
1838         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1839         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1840
1841         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1842             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1843                 return 0;
1844         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1845 }
1846
1847 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1848 {
1849         /*
1850          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1851          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1852          * this function is called as a result of userland actions
1853          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1854          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1855          * triggering notification.
1856          */
1857         if (memcg && memcg->under_oom)
1858                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1859 }
1860
1861 enum oom_status {
1862         OOM_SUCCESS,
1863         OOM_FAILED,
1864         OOM_ASYNC,
1865         OOM_SKIPPED
1866 };
1867
1868 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1869 {
1870         enum oom_status ret;
1871         bool locked;
1872
1873         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1874                 return OOM_SKIPPED;
1875
1876         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1877
1878         /*
1879          * We are in the middle of the charge context here, so we
1880          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1881          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1882          *
1883          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1884          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1885          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1886          * released.
1887          *
1888          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1889          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1890          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1891          * invoke the oom killer here.
1892          *
1893          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1894          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1895          */
1896         if (memcg->oom_kill_disable) {
1897                 if (!current->in_user_fault)
1898                         return OOM_SKIPPED;
1899                 css_get(&memcg->css);
1900                 current->memcg_in_oom = memcg;
1901                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1902                 current->memcg_oom_order = order;
1903
1904                 return OOM_ASYNC;
1905         }
1906
1907         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1908
1909         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1910
1911         if (locked)
1912                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1913
1914         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1915         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1916                 ret = OOM_SUCCESS;
1917         else
1918                 ret = OOM_FAILED;
1919
1920         if (locked)
1921                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1922
1923         return ret;
1924 }
1925
1926 /**
1927  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1928  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1929  *
1930  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1931  * handler was enabled.
1932  *
1933  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1934  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1935  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1936  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1937  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1938  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1939  *
1940  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1941  * completed, %false otherwise.
1942  */
1943 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1944 {
1945         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1946         struct oom_wait_info owait;
1947         bool locked;
1948
1949         /* OOM is global, do not handle */
1950         if (!memcg)
1951                 return false;
1952
1953         if (!handle)
1954                 goto cleanup;
1955
1956         owait.memcg = memcg;
1957         owait.wait.flags = 0;
1958         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1959         owait.wait.private = current;
1960         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1961
1962         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1963         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1964
1965         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1966
1967         if (locked)
1968                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1969
1970         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1971                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1972                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1973                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1974                                          current->memcg_oom_order);
1975         } else {
1976                 schedule();
1977                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1978                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1979         }
1980
1981         if (locked) {
1982                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1983                 /*
1984                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1985                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1986                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1987                  */
1988                 memcg_oom_recover(memcg);
1989         }
1990 cleanup:
1991         current->memcg_in_oom = NULL;
1992         css_put(&memcg->css);
1993         return true;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1998  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1999  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2000  *
2001  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2002  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2003  *
2004  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2005  */
2006 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2007                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2008 {
2009         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2010         struct mem_cgroup *memcg;
2011
2012         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2013                 return NULL;
2014
2015         if (!oom_domain)
2016                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2017
2018         rcu_read_lock();
2019
2020         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2021         if (memcg == root_mem_cgroup)
2022                 goto out;
2023
2024         /*
2025          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2026          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2027          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2028          */
2029         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2030                 goto out;
2031
2032         /*
2033          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2034          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2035          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2036          */
2037         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2038                 if (memcg->oom_group)
2039                         oom_group = memcg;
2040
2041                 if (memcg == oom_domain)
2042                         break;
2043         }
2044
2045         if (oom_group)
2046                 css_get(&oom_group->css);
2047 out:
2048         rcu_read_unlock();
2049
2050         return oom_group;
2051 }
2052
2053 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2054 {
2055         pr_info("Tasks in ");
2056         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2057         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2058 }
2059
2060 /**
2061  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2062  * @page: the page
2063  *
2064  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2065  * another cgroup.
2066  *
2067  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2068  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2069  * when @page might get freed inside the locked section.
2070  */
2071 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2072 {
2073         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2074         struct mem_cgroup *memcg;
2075         unsigned long flags;
2076
2077         /*
2078          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2079          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2080          * because page moving starts with an RCU grace period.
2081          *
2082          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2083          * the page state that is going to change is the only thing
2084          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2085          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2086          * keep off truncation, migration and so forth.
2087          */
2088         rcu_read_lock();
2089
2090         if (mem_cgroup_disabled())
2091                 return NULL;
2092 again:
2093         memcg = head->mem_cgroup;
2094         if (unlikely(!memcg))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2098                 return memcg;
2099
2100         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2101         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2102                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2103                 goto again;
2104         }
2105
2106         /*
2107          * When charge migration first begins, we can have locked and
2108          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2109          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2110          */
2111         memcg->move_lock_task = current;
2112         memcg->move_lock_flags = flags;
2113
2114         return memcg;
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2117
2118 /**
2119  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2120  * @memcg: the memcg
2121  *
2122  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2123  */
2124 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2127                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2128
2129                 memcg->move_lock_task = NULL;
2130                 memcg->move_lock_flags = 0;
2131
2132                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2133         }
2134
2135         rcu_read_unlock();
2136 }
2137
2138 /**
2139  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2140  * @page: the page
2141  */
2142 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2143 {
2144         struct page *head = compound_head(page);
2145
2146         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2147 }
2148 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2149
2150 struct memcg_stock_pcp {
2151         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2152         unsigned int nr_pages;
2153
2154 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2155         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2156         unsigned int nr_bytes;
2157 #endif
2158
2159         struct work_struct work;
2160         unsigned long flags;
2161 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2162 };
2163 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2164 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2165
2166 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2167 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2168 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2169                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2170
2171 #else
2172 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2173 {
2174 }
2175 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2176                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2177 {
2178         return false;
2179 }
2180 #endif
2181
2182 /**
2183  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2184  * @memcg: memcg to consume from.
2185  * @nr_pages: how many pages to charge.
2186  *
2187  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2188  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2189  * service an allocation will refill the stock.
2190  *
2191  * returns true if successful, false otherwise.
2192  */
2193 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2194 {
2195         struct memcg_stock_pcp *stock;
2196         unsigned long flags;
2197         bool ret = false;
2198
2199         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2200                 return ret;
2201
2202         local_irq_save(flags);
2203
2204         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2205         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2206                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2207                 ret = true;
2208         }
2209
2210         local_irq_restore(flags);
2211
2212         return ret;
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2217  */
2218 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2219 {
2220         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2221
2222         if (!old)
2223                 return;
2224
2225         if (stock->nr_pages) {
2226                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2227                 if (do_memsw_account())
2228                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2229                 stock->nr_pages = 0;
2230         }
2231
2232         css_put(&old->css);
2233         stock->cached = NULL;
2234 }
2235
2236 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2237 {
2238         struct memcg_stock_pcp *stock;
2239         unsigned long flags;
2240
2241         /*
2242          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2243          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2244          */
2245         local_irq_save(flags);
2246
2247         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2248         drain_obj_stock(stock);
2249         drain_stock(stock);
2250         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2251
2252         local_irq_restore(flags);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2257  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2258  */
2259 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2260 {
2261         struct memcg_stock_pcp *stock;
2262         unsigned long flags;
2263
2264         local_irq_save(flags);
2265
2266         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2267         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2268                 drain_stock(stock);
2269                 css_get(&memcg->css);
2270                 stock->cached = memcg;
2271         }
2272         stock->nr_pages += nr_pages;
2273
2274         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2275                 drain_stock(stock);
2276
2277         local_irq_restore(flags);
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2282  * of the hierarchy under it.
2283  */
2284 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2285 {
2286         int cpu, curcpu;
2287
2288         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2289         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2290                 return;
2291         /*
2292          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2293          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2294          * as well as workers from this path always operate on the local
2295          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2296          */
2297         curcpu = get_cpu();
2298         for_each_online_cpu(cpu) {
2299                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2300                 struct mem_cgroup *memcg;
2301                 bool flush = false;
2302
2303                 rcu_read_lock();
2304                 memcg = stock->cached;
2305                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2306                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2307                         flush = true;
2308                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2309                         flush = true;
2310                 rcu_read_unlock();
2311
2312                 if (flush &&
2313                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2314                         if (cpu == curcpu)
2315                                 drain_local_stock(&stock->work);
2316                         else
2317                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2318                 }
2319         }
2320         put_cpu();
2321         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2322 }
2323
2324 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2325 {
2326         struct memcg_stock_pcp *stock;
2327         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2328
2329         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2330         drain_stock(stock);
2331
2332         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2333                 int i;
2334
2335                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2336                         int nid;
2337                         long x;
2338
2339                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2340                         if (x)
2341                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2342                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2343
2344                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2345                                 continue;
2346
2347                         for_each_node(nid) {
2348                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2349
2350                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2351                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2352                                 if (x)
2353                                         do {
2354                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2355                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2356                         }
2357                 }
2358
2359                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2360                         long x;
2361
2362                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2363                         if (x)
2364                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2365                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2366                 }
2367         }
2368
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2373                          unsigned int nr_pages,
2374                          gfp_t gfp_mask)
2375 {
2376         do {
2377                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2378                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2379                         continue;
2380                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2381                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2382         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2383                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2384 }
2385
2386 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2387 {
2388         struct mem_cgroup *memcg;
2389
2390         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2391         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2392 }
2393
2394 /*
2395  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2396  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2397  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2398  */
2399 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2400
2401 /*
2402  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2403  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2404  * below.
2405  *
2406  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2407  *   overage ratio to a delay.
2408  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2409  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2410  *   to produce a reasonable delay curve.
2411  *
2412  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2413  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2414  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2415  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2416  * example, with a high of 100 megabytes:
2417  *
2418  *  +-------+------------------------+
2419  *  | usage | time to allocate in ms |
2420  *  +-------+------------------------+
2421  *  | 100M  |                      0 |
2422  *  | 101M  |                      6 |
2423  *  | 102M  |                     25 |
2424  *  | 103M  |                     57 |
2425  *  | 104M  |                    102 |
2426  *  | 105M  |                    159 |
2427  *  | 106M  |                    230 |
2428  *  | 107M  |                    313 |
2429  *  | 108M  |                    409 |
2430  *  | 109M  |                    518 |
2431  *  | 110M  |                    639 |
2432  *  | 111M  |                    774 |
2433  *  | 112M  |                    921 |
2434  *  | 113M  |                   1081 |
2435  *  | 114M  |                   1254 |
2436  *  | 115M  |                   1439 |
2437  *  | 116M  |                   1638 |
2438  *  | 117M  |                   1849 |
2439  *  | 118M  |                   2000 |
2440  *  | 119M  |                   2000 |
2441  *  | 120M  |                   2000 |
2442  *  +-------+------------------------+
2443  */
2444  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2445  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2446
2447 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2448 {
2449         u64 overage;
2450
2451         if (usage <= high)
2452                 return 0;
2453
2454         /*
2455          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2456          * it was a threshold of 1 page
2457          */
2458         high = max(high, 1UL);
2459
2460         overage = usage - high;
2461         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2462         return div64_u64(overage, high);
2463 }
2464
2465 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2466 {
2467         u64 overage, max_overage = 0;
2468
2469         do {
2470                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2471                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2472                 max_overage = max(overage, max_overage);
2473         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2474                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2475
2476         return max_overage;
2477 }
2478
2479 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2480 {
2481         u64 overage, max_overage = 0;
2482
2483         do {
2484                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2485                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2486                 if (overage)
2487                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2488                 max_overage = max(overage, max_overage);
2489         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2490                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2491
2492         return max_overage;
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2497  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2498  */
2499 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2500                                           unsigned int nr_pages,
2501                                           u64 max_overage)
2502 {
2503         unsigned long penalty_jiffies;
2504
2505         if (!max_overage)
2506                 return 0;
2507
2508         /*
2509          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2510          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2511          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2512          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2513          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2514          * overage amount.
2515          */
2516         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2517         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2518         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2519
2520         /*
2521          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2522          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2523          * 4N-sized allocation.
2524          *
2525          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2526          * larger the current charge patch is than that.
2527          */
2528         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2533  * and reclaims memory over the high limit.
2534  */
2535 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2536 {
2537         unsigned long penalty_jiffies;
2538         unsigned long pflags;
2539         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2540         struct mem_cgroup *memcg;
2541
2542         if (likely(!nr_pages))
2543                 return;
2544
2545         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2546         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2547         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2548
2549         /*
2550          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2551          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2552          */
2553         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2554                                                mem_find_max_overage(memcg));
2555
2556         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2557                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2558
2559         /*
2560          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2561          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2562          * extremely slowly.
2563          */
2564         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2565
2566         /*
2567          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2568          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2569          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2570          * been aggressively reclaimed enough yet.
2571          */
2572         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2573                 goto out;
2574
2575         /*
2576          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2577          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2578          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2579          */
2580         psi_memstall_enter(&pflags);
2581         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2582         psi_memstall_leave(&pflags);
2583
2584 out:
2585         css_put(&memcg->css);
2586 }
2587
2588 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2589                       unsigned int nr_pages)
2590 {
2591         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2592         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2593         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2594         struct page_counter *counter;
2595         unsigned long nr_reclaimed;
2596         bool may_swap = true;
2597         bool drained = false;
2598         enum oom_status oom_status;
2599
2600         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2601                 return 0;
2602 retry:
2603         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2604                 return 0;
2605
2606         if (!do_memsw_account() ||
2607             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2608                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2609                         goto done_restock;
2610                 if (do_memsw_account())
2611                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2612                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2613         } else {
2614                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2615                 may_swap = false;
2616         }
2617
2618         if (batch > nr_pages) {
2619                 batch = nr_pages;
2620                 goto retry;
2621         }
2622
2623         /*
2624          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2625          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2626          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2627          * and let these go through as privileged allocations.
2628          */
2629         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2630                 goto force;
2631
2632         /*
2633          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2634          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2635          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2636          * free their memory.
2637          */
2638         if (unlikely(should_force_charge()))
2639                 goto force;
2640
2641         /*
2642          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2643          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2644          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2645          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2646          */
2647         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2648                 goto force;
2649
2650         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2651                 goto nomem;
2652
2653         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2654                 goto nomem;
2655
2656         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2657
2658         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2659                                                     gfp_mask, may_swap);
2660
2661         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2662                 goto retry;
2663
2664         if (!drained) {
2665                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2666                 drained = true;
2667                 goto retry;
2668         }
2669
2670         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2671                 goto nomem;
2672         /*
2673          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2674          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2675          * before killing the task.
2676          *
2677          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2678          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2679          * to regular pages anyway in case of failure.
2680          */
2681         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2682                 goto retry;
2683         /*
2684          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2685          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2686          */
2687         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2688                 goto retry;
2689
2690         if (nr_retries--)
2691                 goto retry;
2692
2693         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2694                 goto nomem;
2695
2696         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2697                 goto force;
2698
2699         if (fatal_signal_pending(current))
2700                 goto force;
2701
2702         /*
2703          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2704          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2705          * couldn't make any progress.
2706          */
2707         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2708                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2709         switch (oom_status) {
2710         case OOM_SUCCESS:
2711                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2712                 goto retry;
2713         case OOM_FAILED:
2714                 goto force;
2715         default:
2716                 goto nomem;
2717         }
2718 nomem:
2719         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2720                 return -ENOMEM;
2721 force:
2722         /*
2723          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2724          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2725          * temporarily by force charging it.
2726          */
2727         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2728         if (do_memsw_account())
2729                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2730
2731         return 0;
2732
2733 done_restock:
2734         if (batch > nr_pages)
2735                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2736
2737         /*
2738          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2739          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2740          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2741          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2742          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2743          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2744          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2745          */
2746         do {
2747                 bool mem_high, swap_high;
2748
2749                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2750                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2751                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2752                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2753
2754                 /* Don't bother a random interrupted task */
2755                 if (in_interrupt()) {
2756                         if (mem_high) {
2757                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2758                                 break;
2759                         }
2760                         continue;
2761                 }
2762
2763                 if (mem_high || swap_high) {
2764                         /*
2765                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2766                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2767                          * of the memory or swap footprints.
2768                          *
2769                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2770                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2771                          * based on how much each task is actually allocating.
2772                          */
2773                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2774                         set_notify_resume(current);
2775                         break;
2776                 }
2777         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2778
2779         return 0;
2780 }
2781
2782 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2783 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2784 {
2785         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2786                 return;
2787
2788         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2789         if (do_memsw_account())
2790                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2791 }
2792 #endif
2793
2794 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2795 {
2796         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2797         /*
2798          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2799          *
2800          * - the page lock
2801          * - LRU isolation
2802          * - lock_page_memcg()
2803          * - exclusive reference
2804          */
2805         page->mem_cgroup = memcg;
2806 }
2807
2808 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2809 /*
2810  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2811  *
2812  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2813  * cgroup_mutex, etc.
2814  */
2815 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2816 {
2817         struct page *page;
2818
2819         if (mem_cgroup_disabled())
2820                 return NULL;
2821
2822         page = virt_to_head_page(p);
2823
2824         /*
2825          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2826          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2827          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2828          */
2829         if (PageSlab(page))
2830                 return memcg_from_slab_page(page);
2831
2832         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2833         return page->mem_cgroup;
2834 }
2835
2836 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2837 {
2838         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2839         struct mem_cgroup *memcg;
2840
2841         if (unlikely(!current->mm && !current->active_memcg))
2842                 return NULL;
2843
2844         rcu_read_lock();
2845         if (unlikely(current->active_memcg))
2846                 memcg = rcu_dereference(current->active_memcg);
2847         else
2848                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2849
2850         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2851                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2852                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2853                         break;
2854         }
2855         rcu_read_unlock();
2856
2857         return objcg;
2858 }
2859
2860 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2861 {
2862         int id, size;
2863         int err;
2864
2865         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2866                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2867         if (id < 0)
2868                 return id;
2869
2870         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2871                 return id;
2872
2873         /*
2874          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2875          * so we have to grow them.
2876          */
2877         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2878
2879         size = 2 * (id + 1);
2880         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2881                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2882         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2883                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2884
2885         err = memcg_update_all_caches(size);
2886         if (!err)
2887                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2888         if (!err)
2889                 memcg_nr_cache_ids = size;
2890
2891         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2892
2893         if (err) {
2894                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2895                 return err;
2896         }
2897         return id;
2898 }
2899
2900 static void memcg_free_cache_id(int id)
2901 {
2902         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2903 }
2904
2905 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2906         struct mem_cgroup *memcg;
2907         struct kmem_cache *cachep;
2908         struct work_struct work;
2909 };
2910
2911 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2912 {
2913         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2914                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2915         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2916         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2917
2918         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2919
2920         css_put(&memcg->css);
2921         kfree(cw);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2926  */
2927 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2928                                                struct kmem_cache *cachep)
2929 {
2930         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2931
2932         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2933                 return;
2934
2935         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2936         if (!cw) {
2937                 css_put(&memcg->css);
2938                 return;
2939         }
2940
2941         cw->memcg = memcg;
2942         cw->cachep = cachep;
2943         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2944
2945         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2946 }
2947
2948 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2949 {
2950         if (in_interrupt())
2951                 return true;
2952
2953         /* Allow remote memcg charging in kthread contexts. */
2954         if ((!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD)) &&
2955              !current->active_memcg)
2956                 return true;
2957         return false;
2958 }
2959
2960 /**
2961  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2962  * @cachep: the original global kmem cache
2963  *
2964  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2965  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2966  *
2967  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2968  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2969  * go through with the original cache.
2970  *
2971  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2972  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2973  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2974  * reference.
2975  */
2976 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg;
2979         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2980         struct memcg_cache_array *arr;
2981         int kmemcg_id;
2982
2983         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2984
2985         if (memcg_kmem_bypass())
2986                 return cachep;
2987
2988         rcu_read_lock();
2989
2990         if (unlikely(current->active_memcg))
2991                 memcg = current->active_memcg;
2992         else
2993                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2994
2995         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2996                 goto out_unlock;
2997
2998         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2999         if (kmemcg_id < 0)
3000                 goto out_unlock;
3001
3002         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
3003
3004         /*
3005          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
3006          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
3007          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
3008          */
3009         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
3010
3011         /*
3012          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3013          * context), we could be be predictable and return right away.
3014          * This would guarantee that the allocation being performed
3015          * already belongs in the new cache.
3016          *
3017          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3018          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3019          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3020          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3021          * defer everything.
3022          *
3023          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
3024          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
3025          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
3026          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
3027          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
3028          * creation of a new kmem_cache.
3029          */
3030         if (unlikely(!memcg_cachep))
3031                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
3032         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
3033                 cachep = memcg_cachep;
3034 out_unlock:
3035         rcu_read_unlock();
3036         return cachep;
3037 }
3038
3039 /**
3040  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
3041  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
3042  */
3043 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
3044 {
3045         if (!is_root_cache(cachep))
3046                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
3047 }
3048
3049 /**
3050  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3051  * @memcg: memory cgroup to charge
3052  * @gfp: reclaim mode
3053  * @nr_pages: number of pages to charge
3054  *
3055  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3056  */
3057 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3058                         unsigned int nr_pages)
3059 {
3060         struct page_counter *counter;
3061         int ret;
3062
3063         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3064         if (ret)
3065                 return ret;
3066
3067         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3068             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3069
3070                 /*
3071                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3072                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3073                  * handling code.
3074                  */
3075                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3076                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3077                         return 0;
3078                 }
3079                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3080                 return -ENOMEM;
3081         }
3082         return 0;
3083 }
3084
3085 /**
3086  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3087  * @memcg: memcg to uncharge
3088  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3089  */
3090 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3091 {
3092         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3093                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3094
3095         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3096         if (do_memsw_account())
3097                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3098 }
3099
3100 /**
3101  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3102  * @page: page to charge
3103  * @gfp: reclaim mode
3104  * @order: allocation order
3105  *
3106  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3107  */
3108 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3109 {
3110         struct mem_cgroup *memcg;
3111         int ret = 0;
3112
3113         if (memcg_kmem_bypass())
3114                 return 0;
3115
3116         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3117         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3118                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3119                 if (!ret) {
3120                         page->mem_cgroup = memcg;
3121                         __SetPageKmemcg(page);
3122                         return 0;
3123                 }
3124         }
3125         css_put(&memcg->css);
3126         return ret;
3127 }
3128
3129 /**
3130  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3131  * @page: page to uncharge
3132  * @order: allocation order
3133  */
3134 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3135 {
3136         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3137         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3138
3139         if (!memcg)
3140                 return;
3141
3142         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3143         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3144         page->mem_cgroup = NULL;
3145         css_put(&memcg->css);
3146
3147         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3148         if (PageKmemcg(page))
3149                 __ClearPageKmemcg(page);
3150 }
3151
3152 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3153 {
3154         struct memcg_stock_pcp *stock;
3155         unsigned long flags;
3156         bool ret = false;
3157
3158         local_irq_save(flags);
3159
3160         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3161         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3162                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3163                 ret = true;
3164         }
3165
3166         local_irq_restore(flags);
3167
3168         return ret;
3169 }
3170
3171 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3172 {
3173         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3174
3175         if (!old)
3176                 return;
3177
3178         if (stock->nr_bytes) {
3179                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3180                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3181
3182                 if (nr_pages) {
3183                         rcu_read_lock();
3184                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3185                         rcu_read_unlock();
3186                 }
3187
3188                 /*
3189                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3190                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3191                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3192                  * refill_obj_stock().
3193                  *
3194                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3195                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3196                  * so it might be changed in the future.
3197                  */
3198                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3199                 stock->nr_bytes = 0;
3200         }
3201
3202         obj_cgroup_put(old);
3203         stock->cached_objcg = NULL;
3204 }
3205
3206 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3207                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3208 {
3209         struct mem_cgroup *memcg;
3210
3211         if (stock->cached_objcg) {
3212                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3213                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3214                         return true;
3215         }
3216
3217         return false;
3218 }
3219
3220 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3221 {
3222         struct memcg_stock_pcp *stock;
3223         unsigned long flags;
3224
3225         local_irq_save(flags);
3226
3227         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3228         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3229                 drain_obj_stock(stock);
3230                 obj_cgroup_get(objcg);
3231                 stock->cached_objcg = objcg;
3232                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3233         }
3234         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3235
3236         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3237                 drain_obj_stock(stock);
3238
3239         local_irq_restore(flags);
3240 }
3241
3242 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3243 {
3244         struct mem_cgroup *memcg;
3245         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3246         int ret;
3247
3248         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3249                 return 0;
3250
3251         /*
3252          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3253          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3254          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3255          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3256          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3257          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3258          * refill_obj_stock(), called from this function or
3259          * independently later.
3260          */
3261         rcu_read_lock();
3262         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3263         css_get(&memcg->css);
3264         rcu_read_unlock();
3265
3266         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3267         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3268
3269         if (nr_bytes)
3270                 nr_pages += 1;
3271
3272         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3273         if (!ret && nr_bytes)
3274                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3275
3276         css_put(&memcg->css);
3277         return ret;
3278 }
3279
3280 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3281 {
3282         refill_obj_stock(objcg, size);
3283 }
3284
3285 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3286
3287 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3288
3289 /*
3290  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3291  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3292  */
3293 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3294 {
3295         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3296         int i;
3297
3298         if (mem_cgroup_disabled())
3299                 return;
3300
3301         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3302                 css_get(&memcg->css);
3303                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3304         }
3305 }
3306 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3307
3308 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3309 /**
3310  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3311  * @entry: swap entry to be moved
3312  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3313  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3314  *
3315  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3316  * as the mem_cgroup's id of @from.
3317  *
3318  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3319  *
3320  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3321  * both res and memsw, and called css_get().
3322  */
3323 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3324                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3325 {
3326         unsigned short old_id, new_id;
3327
3328         old_id = mem_cgroup_id(from);
3329         new_id = mem_cgroup_id(to);
3330
3331         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3332                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3333                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3334                 return 0;
3335         }
3336         return -EINVAL;
3337 }
3338 #else
3339 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3340                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3341 {
3342         return -EINVAL;
3343 }
3344 #endif
3345
3346 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3347
3348 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3349                                  unsigned long max, bool memsw)
3350 {
3351         bool enlarge = false;
3352         bool drained = false;
3353         int ret;
3354         bool limits_invariant;
3355         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3356
3357         do {
3358                 if (signal_pending(current)) {
3359                         ret = -EINTR;
3360                         break;
3361                 }
3362
3363                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3364                 /*
3365                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3366                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3367                  */
3368                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3369                                            max <= memcg->memsw.max;
3370                 if (!limits_invariant) {
3371                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3372                         ret = -EINVAL;
3373                         break;
3374                 }
3375                 if (max > counter->max)
3376                         enlarge = true;
3377                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3378                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3379
3380                 if (!ret)
3381                         break;
3382
3383                 if (!drained) {
3384                         drain_all_stock(memcg);
3385                         drained = true;
3386                         continue;
3387                 }
3388
3389                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3390                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3391                         ret = -EBUSY;
3392                         break;
3393                 }
3394         } while (true);
3395
3396         if (!ret && enlarge)
3397                 memcg_oom_recover(memcg);
3398
3399         return ret;
3400 }
3401
3402 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3403                                             gfp_t gfp_mask,
3404                                             unsigned long *total_scanned)
3405 {
3406         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3407         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3408         unsigned long reclaimed;
3409         int loop = 0;
3410         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3411         unsigned long excess;
3412         unsigned long nr_scanned;
3413
3414         if (order > 0)
3415                 return 0;
3416
3417         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3418
3419         /*
3420          * Do not even bother to check the largest node if the root
3421          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3422          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3423          */
3424         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3425                 return 0;
3426
3427         /*
3428          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3429          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3430          * pressure
3431          */
3432         do {
3433                 if (next_mz)
3434                         mz = next_mz;
3435                 else
3436                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3437                 if (!mz)
3438                         break;
3439
3440                 nr_scanned = 0;
3441                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3442                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3443                 nr_reclaimed += reclaimed;
3444                 *total_scanned += nr_scanned;
3445                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3446                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3447
3448                 /*
3449                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3450                  * it is time to move on to the next cgroup
3451                  */
3452                 next_mz = NULL;
3453                 if (!reclaimed)
3454                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3455
3456                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3457                 /*
3458                  * One school of thought says that we should not add
3459                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3460                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3461                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3462                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3463                  * term TODO.
3464                  */
3465                 /* If excess == 0, no tree ops */
3466                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3467                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3468                 css_put(&mz->memcg->css);
3469                 loop++;
3470                 /*
3471                  * Could not reclaim anything and there are no more
3472                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3473                  * reclaiming anything.
3474                  */
3475                 if (!nr_reclaimed &&
3476                         (next_mz == NULL ||
3477                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3478                         break;
3479         } while (!nr_reclaimed);
3480         if (next_mz)
3481                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3482         return nr_reclaimed;
3483 }
3484
3485 /*
3486  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3487  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3488  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3489  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3490  */
3491 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3492 {
3493         bool ret;
3494
3495         rcu_read_lock();
3496         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3497         rcu_read_unlock();
3498         return ret;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3503  *
3504  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3505  */
3506 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3507 {
3508         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3509
3510         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3511         lru_add_drain_all();
3512
3513         drain_all_stock(memcg);
3514
3515         /* try to free all pages in this cgroup */
3516         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3517                 int progress;
3518
3519                 if (signal_pending(current))
3520                         return -EINTR;
3521
3522                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3523                                                         GFP_KERNEL, true);
3524                 if (!progress) {
3525                         nr_retries--;
3526                         /* maybe some writeback is necessary */
3527                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3528                 }
3529
3530         }
3531
3532         return 0;
3533 }
3534
3535 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3536                                             char *buf, size_t nbytes,
3537                                             loff_t off)
3538 {
3539         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3540
3541         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3542                 return -EINVAL;
3543         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3544 }
3545
3546 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3547                                      struct cftype *cft)
3548 {
3549         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3550 }
3551
3552 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3553                                       struct cftype *cft, u64 val)
3554 {
3555         int retval = 0;
3556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3557         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3558
3559         if (memcg->use_hierarchy == val)
3560                 return 0;
3561
3562         /*
3563          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3564          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3565          * occur, provided the current cgroup has no children.
3566          *
3567          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3568          * set if there are no children.
3569          */
3570         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3571                                 (val == 1 || val == 0)) {
3572                 if (!memcg_has_children(memcg))
3573                         memcg->use_hierarchy = val;
3574                 else
3575                         retval = -EBUSY;
3576         } else
3577                 retval = -EINVAL;
3578
3579         return retval;
3580 }
3581
3582 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3583 {
3584         unsigned long val;
3585
3586         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3587                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3588                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3589                 if (swap)
3590                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3591         } else {
3592                 if (!swap)
3593                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3594                 else
3595                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3596         }
3597         return val;
3598 }
3599
3600 enum {
3601         RES_USAGE,
3602         RES_LIMIT,
3603         RES_MAX_USAGE,
3604         RES_FAILCNT,
3605         RES_SOFT_LIMIT,
3606 };
3607
3608 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3609                                struct cftype *cft)
3610 {
3611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3612         struct page_counter *counter;
3613
3614         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3615         case _MEM:
3616                 counter = &memcg->memory;
3617                 break;
3618         case _MEMSWAP:
3619                 counter = &memcg->memsw;
3620                 break;
3621         case _KMEM:
3622                 counter = &memcg->kmem;
3623                 break;
3624         case _TCP:
3625                 counter = &memcg->tcpmem;
3626                 break;
3627         default:
3628                 BUG();
3629         }
3630
3631         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3632         case RES_USAGE:
3633                 if (counter == &memcg->memory)
3634                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3635                 if (counter == &memcg->memsw)
3636                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3637                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3638         case RES_LIMIT:
3639                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3640         case RES_MAX_USAGE:
3641                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3642         case RES_FAILCNT:
3643                 return counter->failcnt;
3644         case RES_SOFT_LIMIT:
3645                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3646         default:
3647                 BUG();
3648         }
3649 }
3650
3651 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3652 {
3653         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3654         struct mem_cgroup *mi;
3655         int node, cpu, i;
3656
3657         for_each_online_cpu(cpu)
3658                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3659                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3660
3661         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3662                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3663                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3664
3665         for_each_node(node) {
3666                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3667                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3668
3669                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3670                         stat[i] = 0;
3671
3672                 for_each_online_cpu(cpu)
3673                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3674                                 stat[i] += per_cpu(
3675                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3676
3677                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3678                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3679                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3680         }
3681 }
3682
3683 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3684 {
3685         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3686         struct mem_cgroup *mi;
3687         int cpu, i;
3688
3689         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3690                 events[i] = 0;
3691
3692         for_each_online_cpu(cpu)
3693                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3694                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3695                                              cpu);
3696
3697         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3698                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3699                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3700 }
3701
3702 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3703 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3704 {
3705         struct obj_cgroup *objcg;
3706         int memcg_id;
3707
3708         if (cgroup_memory_nokmem)
3709                 return 0;
3710
3711         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3712         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3713
3714         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3715         if (memcg_id < 0)
3716                 return memcg_id;
3717
3718         objcg = obj_cgroup_alloc();
3719         if (!objcg) {
3720                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3721                 return -ENOMEM;
3722         }
3723         objcg->memcg = memcg;
3724         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3725
3726         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3727
3728         /*
3729          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3730          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3731          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3732          * patched.
3733          */
3734         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3735         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3736         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3737
3738         return 0;
3739 }
3740
3741 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3742 {
3743         struct cgroup_subsys_state *css;
3744         struct mem_cgroup *parent, *child;
3745         int kmemcg_id;
3746
3747         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3748                 return;
3749         /*
3750          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3751          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3752          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3753          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3754          */
3755         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3756
3757         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3758         if (!parent)
3759                 parent = root_mem_cgroup;
3760
3761         /*
3762          * Deactivate and reparent kmem_caches and objcgs.
3763          */
3764         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3765         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3766
3767         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3768         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3769
3770         /*
3771          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3772          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3773          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3774          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3775          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3776          * memcg_drain_all_list_lrus().
3777          */
3778         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3779         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3780                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3781                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3782                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3783                 if (!memcg->use_hierarchy)
3784                         break;
3785         }
3786         rcu_read_unlock();
3787
3788         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3789
3790         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3791 }
3792
3793 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3794 {
3795         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3796         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3797                 memcg_offline_kmem(memcg);
3798 }
3799 #else
3800 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3801 {
3802         return 0;
3803 }
3804 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3805 {
3806 }
3807 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3808 {
3809 }
3810 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3811
3812 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3813                                  unsigned long max)
3814 {
3815         int ret;
3816
3817         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3818         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3819         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3820         return ret;
3821 }
3822
3823 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3824 {
3825         int ret;
3826
3827         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3828
3829         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3830         if (ret)
3831                 goto out;
3832
3833         if (!memcg->tcpmem_active) {
3834                 /*
3835                  * The active flag needs to be written after the static_key
3836                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3837                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3838                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3839                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3840                  *
3841                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3842                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3843                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3844                  * yet, we'll lose accounting.
3845                  *
3846                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3847                  * because when this value change, the code to process it is not
3848                  * patched in yet.
3849                  */
3850                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3851                 memcg->tcpmem_active = true;
3852         }
3853 out:
3854         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3855         return ret;
3856 }
3857
3858 /*
3859  * The user of this function is...
3860  * RES_LIMIT.
3861  */
3862 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3863                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3864 {
3865         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3866         unsigned long nr_pages;
3867         int ret;
3868
3869         buf = strstrip(buf);
3870         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3871         if (ret)
3872                 return ret;
3873
3874         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3875         case RES_LIMIT:
3876                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3877                         ret = -EINVAL;
3878                         break;
3879                 }
3880                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3881                 case _MEM:
3882                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3883                         break;
3884                 case _MEMSWAP:
3885                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3886                         break;
3887                 case _KMEM:
3888                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3889                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3890                                      "depend on this functionality.\n");
3891                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3892                         break;
3893                 case _TCP:
3894                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3895                         break;
3896                 }
3897                 break;
3898         case RES_SOFT_LIMIT:
3899                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3900                 ret = 0;
3901                 break;
3902         }
3903         return ret ?: nbytes;
3904 }
3905
3906 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3907                                 size_t nbytes, loff_t off)
3908 {
3909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3910         struct page_counter *counter;
3911
3912         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3913         case _MEM:
3914                 counter = &memcg->memory;
3915                 break;
3916         case _MEMSWAP:
3917                 counter = &memcg->memsw;
3918                 break;
3919         case _KMEM:
3920                 counter = &memcg->kmem;
3921                 break;
3922         case _TCP:
3923                 counter = &memcg->tcpmem;
3924                 break;
3925         default:
3926                 BUG();
3927         }
3928
3929         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3930         case RES_MAX_USAGE:
3931                 page_counter_reset_watermark(counter);
3932                 break;
3933         case RES_FAILCNT:
3934                 counter->failcnt = 0;
3935                 break;
3936         default:
3937                 BUG();
3938         }
3939
3940         return nbytes;
3941 }
3942
3943 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3944                                         struct cftype *cft)
3945 {
3946         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3947 }
3948
3949 #ifdef CONFIG_MMU
3950 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3951                                         struct cftype *cft, u64 val)
3952 {
3953         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3954
3955         if (val & ~MOVE_MASK)
3956                 return -EINVAL;
3957
3958         /*
3959          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3960          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3961          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3962          * affect task migrations starting after the change.
3963          */
3964         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3965         return 0;
3966 }
3967 #else
3968 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3969                                         struct cftype *cft, u64 val)
3970 {
3971         return -ENOSYS;
3972 }
3973 #endif
3974
3975 #ifdef CONFIG_NUMA
3976
3977 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3978 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3979 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3980
3981 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3982                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3983 {
3984         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3985         unsigned long nr = 0;
3986         enum lru_list lru;
3987
3988         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3989
3990         for_each_lru(lru) {
3991                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3992                         continue;
3993                 if (tree)
3994                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3995                 else
3996                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3997         }
3998         return nr;
3999 }
4000
4001 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4002                                              unsigned int lru_mask,
4003                                              bool tree)
4004 {
4005         unsigned long nr = 0;
4006         enum lru_list lru;
4007
4008         for_each_lru(lru) {
4009                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4010                         continue;
4011                 if (tree)
4012                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4013                 else
4014                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4015         }
4016         return nr;
4017 }
4018
4019 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4020 {
4021         struct numa_stat {
4022                 const char *name;
4023                 unsigned int lru_mask;
4024         };
4025
4026         static const struct numa_stat stats[] = {
4027                 { "total", LRU_ALL },
4028                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4029                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4030                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4031         };
4032         const struct numa_stat *stat;
4033         int nid;
4034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4035
4036         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4037                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4038                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4039                                                    false));
4040                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4041                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4042                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4043                                                         stat->lru_mask, false));
4044                 seq_putc(m, '\n');
4045         }
4046
4047         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4048
4049                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4050                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4051                                                    true));
4052                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4053                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4054                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4055                                                         stat->lru_mask, true));
4056                 seq_putc(m, '\n');
4057         }
4058
4059         return 0;
4060 }
4061 #endif /* CONFIG_NUMA */
4062
4063 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4064         NR_FILE_PAGES,
4065         NR_ANON_MAPPED,
4066 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4067         NR_ANON_THPS,
4068 #endif
4069         NR_SHMEM,
4070         NR_FILE_MAPPED,
4071         NR_FILE_DIRTY,
4072         NR_WRITEBACK,
4073         MEMCG_SWAP,
4074 };
4075
4076 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4077         "cache",
4078         "rss",
4079 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4080         "rss_huge",
4081 #endif
4082         "shmem",
4083         "mapped_file",
4084         "dirty",
4085         "writeback",
4086         "swap",
4087 };
4088
4089 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4090 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4091         PGPGIN,
4092         PGPGOUT,
4093         PGFAULT,
4094         PGMAJFAULT,
4095 };
4096
4097 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4098 {
4099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4100         unsigned long memory, memsw;
4101         struct mem_cgroup *mi;
4102         unsigned int i;
4103
4104         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4105
4106         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4107                 unsigned long nr;
4108
4109                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4110                         continue;
4111                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4112 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4113                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4114                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4115 #endif
4116                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4117         }
4118
4119         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4120                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4121                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4122
4123         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4124                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4125                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4126                            PAGE_SIZE);
4127
4128         /* Hierarchical information */
4129         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4130         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4131                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4132                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4133         }
4134         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4135                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4136         if (do_memsw_account())
4137                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4138                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4139
4140         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4141                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4142                         continue;
4143                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4144                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
4145                            PAGE_SIZE);
4146         }
4147
4148         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4149                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4150                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4151                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4152
4153         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4154                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4155                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4156                            PAGE_SIZE);
4157
4158 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4159         {
4160                 pg_data_t *pgdat;
4161                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4162                 unsigned long anon_cost = 0;
4163                 unsigned long file_cost = 0;
4164
4165                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4166                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4167
4168                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4169                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4170                 }
4171                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4172                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4173         }
4174 #endif
4175
4176         return 0;
4177 }
4178
4179 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4180                                       struct cftype *cft)
4181 {
4182         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4183
4184         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4185 }
4186
4187 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4188                                        struct cftype *cft, u64 val)
4189 {
4190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4191
4192         if (val > 100)
4193                 return -EINVAL;
4194
4195         if (css->parent)
4196                 memcg->swappiness = val;
4197         else
4198                 vm_swappiness = val;
4199
4200         return 0;
4201 }
4202
4203 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4204 {
4205         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4206         unsigned long usage;
4207         int i;
4208
4209         rcu_read_lock();
4210         if (!swap)
4211                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4212         else
4213                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4214
4215         if (!t)
4216                 goto unlock;
4217
4218         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4219
4220         /*
4221          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4222          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4223          * call of __mem_cgroup_threshold().
4224          */
4225         i = t->current_threshold;
4226
4227         /*
4228          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4229          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4230          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4231          * only one element of the array here.
4232          */
4233         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4234                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4235
4236         /* i = current_threshold + 1 */
4237         i++;
4238
4239         /*
4240          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4241          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4242          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4243          * only one element of the array here.
4244          */
4245         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4246                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4247
4248         /* Update current_threshold */
4249         t->current_threshold = i - 1;
4250 unlock:
4251         rcu_read_unlock();
4252 }
4253
4254 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4255 {
4256         while (memcg) {
4257                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4258                 if (do_memsw_account())
4259                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4260
4261                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4262         }
4263 }
4264
4265 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4266 {
4267         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4268         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4269
4270         if (_a->threshold > _b->threshold)
4271                 return 1;
4272
4273         if (_a->threshold < _b->threshold)
4274                 return -1;
4275
4276         return 0;
4277 }
4278
4279 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4280 {
4281         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4282
4283         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4284
4285         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4286                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4287
4288         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4289         return 0;
4290 }
4291
4292 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4293 {
4294         struct mem_cgroup *iter;
4295
4296         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4297                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4298 }
4299
4300 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4301         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4302 {
4303         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4304         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4305         unsigned long threshold;
4306         unsigned long usage;
4307         int i, size, ret;
4308
4309         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4310         if (ret)
4311                 return ret;
4312
4313         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4314
4315         if (type == _MEM) {
4316                 thresholds = &memcg->thresholds;
4317                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4318         } else if (type == _MEMSWAP) {
4319                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4320                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4321         } else
4322                 BUG();
4323
4324         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4325         if (thresholds->primary)
4326                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4327
4328         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4329
4330         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4331         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4332         if (!new) {
4333                 ret = -ENOMEM;
4334                 goto unlock;
4335         }
4336         new->size = size;
4337
4338         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4339         if (thresholds->primary) {
4340                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4341                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4342         }
4343
4344         /* Add new threshold */
4345         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4346         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4347
4348         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4349         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4350                         compare_thresholds, NULL);
4351
4352         /* Find current threshold */
4353         new->current_threshold = -1;
4354         for (i = 0; i < size; i++) {
4355                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4356                         /*
4357                          * new->current_threshold will not be used until
4358                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4359                          * it here.
4360                          */
4361                         ++new->current_threshold;
4362                 } else
4363                         break;
4364         }
4365
4366         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4367         kfree(thresholds->spare);
4368         thresholds->spare = thresholds->primary;
4369
4370         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4371
4372         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4373         synchronize_rcu();
4374
4375 unlock:
4376         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4377
4378         return ret;
4379 }
4380
4381 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4382         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4383 {
4384         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4385 }
4386
4387 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4388         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4389 {
4390         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4391 }
4392
4393 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4394         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4395 {
4396         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4397         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4398         unsigned long usage;
4399         int i, j, size, entries;
4400
4401         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4402
4403         if (type == _MEM) {
4404                 thresholds = &memcg->thresholds;
4405                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4406         } else if (type == _MEMSWAP) {
4407                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4408                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4409         } else
4410                 BUG();
4411
4412         if (!thresholds->primary)
4413                 goto unlock;
4414
4415         /* Check if a threshold crossed before removing */
4416         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4417
4418         /* Calculate new number of threshold */
4419         size = entries = 0;
4420         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4421                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4422                         size++;
4423                 else
4424                         entries++;
4425         }
4426
4427         new = thresholds->spare;
4428
4429         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4430         if (!entries)
4431                 goto unlock;
4432
4433         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4434         if (!size) {
4435                 kfree(new);
4436                 new = NULL;
4437                 goto swap_buffers;
4438         }
4439
4440         new->size = size;
4441
4442         /* Copy thresholds and find current threshold */
4443         new->current_threshold = -1;
4444         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4445                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4446                         continue;
4447
4448                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4449                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4450                         /*
4451                          * new->current_threshold will not be used
4452                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4453                          * it here.
4454                          */
4455                         ++new->current_threshold;
4456                 }
4457                 j++;
4458         }
4459
4460 swap_buffers:
4461         /* Swap primary and spare array */
4462         thresholds->spare = thresholds->primary;
4463
4464         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4465
4466         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4467         synchronize_rcu();
4468
4469         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4470         if (!new) {
4471                 kfree(thresholds->spare);
4472                 thresholds->spare = NULL;
4473         }
4474 unlock:
4475         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4476 }
4477
4478 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4479         struct eventfd_ctx *eventfd)
4480 {
4481         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4482 }
4483
4484 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4485         struct eventfd_ctx *eventfd)
4486 {
4487         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4488 }
4489
4490 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4491         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4492 {
4493         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4494
4495         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4496         if (!event)
4497                 return -ENOMEM;
4498
4499         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4500
4501         event->eventfd = eventfd;
4502         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4503
4504         /* already in OOM ? */
4505         if (memcg->under_oom)
4506                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4507         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4508
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4513         struct eventfd_ctx *eventfd)
4514 {
4515         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4516
4517         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4518
4519         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4520                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4521                         list_del(&ev->list);
4522                         kfree(ev);
4523                 }
4524         }
4525
4526         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4527 }
4528
4529 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4530 {
4531         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4532
4533         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4534         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4535         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4536                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4537         return 0;
4538 }
4539
4540 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4541         struct cftype *cft, u64 val)
4542 {
4543         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4544
4545         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4546         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4547                 return -EINVAL;
4548
4549         memcg->oom_kill_disable = val;
4550         if (!val)
4551                 memcg_oom_recover(memcg);
4552
4553         return 0;
4554 }
4555
4556 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4557
4558 #include <trace/events/writeback.h>
4559
4560 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4561 {
4562         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4563 }
4564
4565 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4566 {
4567         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4568 }
4569
4570 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4571 {
4572         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4573 }
4574
4575 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4576 {
4577         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4578
4579         if (!memcg->css.parent)
4580                 return NULL;
4581
4582         return &memcg->cgwb_domain;
4583 }
4584
4585 /*
4586  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4587  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4588  */
4589 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4590 {
4591         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4592         int cpu;
4593
4594         for_each_online_cpu(cpu)
4595                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4596         if (x < 0)
4597                 x = 0;
4598         return x;
4599 }
4600
4601 /**
4602  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4603  * @wb: bdi_writeback in question
4604  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4605  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4606  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4607  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4608  *
4609  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4610  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4611  * is a bit more involved.
4612  *
4613  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4614  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4615  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4616  * available memory in the system.  The caller should further cap
4617  * *@pheadroom accordingly.
4618  */
4619 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4620                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4621                          unsigned long *pwriteback)
4622 {
4623         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4624         struct mem_cgroup *parent;
4625
4626         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4627
4628         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4629         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4630                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4631         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4632
4633         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4634                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4635                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4636                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4637
4638                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4639                 memcg = parent;
4640         }
4641 }
4642
4643 /*
4644  * Foreign dirty flushing
4645  *
4646  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4647  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4648  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4649  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4650  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4651  * different cgroups isn't a common use-case.
4652  *
4653  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4654  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4655  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4656  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4657  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4658  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4659  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4660  * make writeback of the dirty pages happen.
4661  *
4662  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4663  * severely throttled after making some progress after each
4664  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4665  * completely idle.
4666  *
4667  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4668  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4669  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4670  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4671  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4672  *
4673  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4674  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4675  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4676  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4677  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4678  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4679  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4680  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4681  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4682  *
4683  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4684  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4685  * records are lockless and racy.
4686  */
4687 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4688                                              struct bdi_writeback *wb)
4689 {
4690         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4691         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4692         u64 now = get_jiffies_64();
4693         u64 oldest_at = now;
4694         int oldest = -1;
4695         int i;
4696
4697         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4698
4699         /*
4700          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4701          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4702          * written out.
4703          */
4704         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4705                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4706                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4707                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4708                         break;
4709                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4710                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4711                         oldest = i;
4712                         oldest_at = frn->at;
4713                 }
4714         }
4715
4716         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4717                 /*
4718                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4719                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4720                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4721                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4722                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4723                  */
4724                 unsigned long update_intv =
4725                         min_t(unsigned long, HZ,
4726                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4727
4728                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4729                         frn->at = now;
4730         } else if (oldest >= 0) {
4731                 /* replace the oldest free one */
4732                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4733                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4734                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4735                 frn->at = now;
4736         }
4737 }
4738
4739 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4740 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4741 {
4742         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4743         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4744         u64 now = jiffies_64;
4745         int i;
4746
4747         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4748                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4749
4750                 /*
4751                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4752                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4753                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4754                  * already one in flight.
4755                  */
4756                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4757                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4758                         frn->at = 0;
4759                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4760                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4761                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4762                                                &frn->done);
4763                 }
4764         }
4765 }
4766
4767 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4768
4769 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4770 {
4771         return 0;
4772 }
4773
4774 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4775 {
4776 }
4777
4778 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4779 {
4780 }
4781
4782 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4783
4784 /*
4785  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4786  *
4787  * "cgroup.event_control" implementation.
4788  *
4789  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4790  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4791  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4792  *
4793  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4794  * possible.
4795  */
4796
4797 /*
4798  * Unregister event and free resources.
4799  *
4800  * Gets called from workqueue.
4801  */
4802 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4803 {
4804         struct mem_cgroup_event *event =
4805                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4806         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4807
4808         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4809
4810         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4811
4812         /* Notify userspace the event is going away. */
4813         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4814
4815         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4816         kfree(event);
4817         css_put(&memcg->css);
4818 }
4819
4820 /*
4821  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4822  *
4823  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4824  */
4825 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4826                             int sync, void *key)
4827 {
4828         struct mem_cgroup_event *event =
4829                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4830         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4831         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4832
4833         if (flags & EPOLLHUP) {
4834                 /*
4835                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4836                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4837                  * for us.
4838                  *
4839                  * We can't race against event freeing since the other
4840                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4841                  * which we hold.
4842                  */
4843                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4844                 if (!list_empty(&event->list)) {
4845                         list_del_init(&event->list);
4846                         /*
4847                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4848                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4849                          */
4850                         schedule_work(&event->remove);
4851                 }
4852                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4853         }
4854
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4859                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4860 {
4861         struct mem_cgroup_event *event =
4862                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4863
4864         event->wqh = wqh;
4865         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4866 }
4867
4868 /*
4869  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4870  *
4871  * Parse input and register new cgroup event handler.
4872  *
4873  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4874  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4875  */
4876 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4877                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4878 {
4879         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4880         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4881         struct mem_cgroup_event *event;
4882         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4883         unsigned int efd, cfd;
4884         struct fd efile;
4885         struct fd cfile;
4886         const char *name;
4887         char *endp;
4888         int ret;
4889
4890         buf = strstrip(buf);
4891
4892         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4893         if (*endp != ' ')
4894                 return -EINVAL;
4895         buf = endp + 1;
4896
4897         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4898         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4899                 return -EINVAL;
4900         buf = endp + 1;
4901
4902         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4903         if (!event)
4904                 return -ENOMEM;
4905
4906         event->memcg = memcg;
4907         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4908         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4909         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4910         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4911
4912         efile = fdget(efd);
4913         if (!efile.file) {
4914                 ret = -EBADF;
4915                 goto out_kfree;
4916         }
4917
4918         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4919         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4920                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4921                 goto out_put_efile;
4922         }
4923
4924         cfile = fdget(cfd);
4925         if (!cfile.file) {
4926                 ret = -EBADF;
4927                 goto out_put_eventfd;
4928         }
4929
4930         /* the process need read permission on control file */
4931         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4932         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4933         if (ret < 0)
4934                 goto out_put_cfile;
4935
4936         /*
4937          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4938          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4939          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4940          * is for compatibility anyway.
4941          *
4942          * DO NOT ADD NEW FILES.
4943          */
4944         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4945
4946         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4947                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4948                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4949         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4950                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4951                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4952         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4953                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4954                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4955         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4956                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4957                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4958         } else {
4959                 ret = -EINVAL;
4960                 goto out_put_cfile;
4961         }
4962
4963         /*
4964          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4965          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4966          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4967          */
4968         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4969                                                &memory_cgrp_subsys);
4970         ret = -EINVAL;
4971         if (IS_ERR(cfile_css))
4972                 goto out_put_cfile;
4973         if (cfile_css != css) {
4974                 css_put(cfile_css);
4975                 goto out_put_cfile;
4976         }
4977
4978         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4979         if (ret)
4980                 goto out_put_css;
4981
4982         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4983
4984         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4985         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4986         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4987
4988         fdput(cfile);
4989         fdput(efile);
4990
4991         return nbytes;
4992
4993 out_put_css:
4994         css_put(css);
4995 out_put_cfile:
4996         fdput(cfile);
4997 out_put_eventfd:
4998         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4999 out_put_efile:
5000         fdput(efile);
5001 out_kfree:
5002         kfree(event);
5003
5004         return ret;
5005 }
5006
5007 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5008         {
5009                 .name = "usage_in_bytes",
5010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5012         },
5013         {
5014                 .name = "max_usage_in_bytes",
5015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5016                 .write = mem_cgroup_reset,
5017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5018         },
5019         {
5020                 .name = "limit_in_bytes",
5021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5022                 .write = mem_cgroup_write,
5023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5024         },
5025         {
5026                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5028                 .write = mem_cgroup_write,
5029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5030         },
5031         {
5032                 .name = "failcnt",
5033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5034                 .write = mem_cgroup_reset,
5035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5036         },
5037         {
5038                 .name = "stat",
5039                 .seq_show = memcg_stat_show,
5040         },
5041         {
5042                 .name = "force_empty",
5043                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5044         },
5045         {
5046                 .name = "use_hierarchy",
5047                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5048                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5049         },
5050         {
5051                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5052                 .write = memcg_write_event_control,
5053                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5054         },
5055         {
5056                 .name = "swappiness",
5057                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5058                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5059         },
5060         {
5061                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5062                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5063                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "oom_control",
5067                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5068                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5070         },
5071         {
5072                 .name = "pressure_level",
5073         },
5074 #ifdef CONFIG_NUMA
5075         {
5076                 .name = "numa_stat",
5077                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5078         },
5079 #endif
5080         {
5081                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5083                 .write = mem_cgroup_write,
5084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5085         },
5086         {
5087                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5089                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5090         },
5091         {
5092                 .name = "kmem.failcnt",
5093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5094                 .write = mem_cgroup_reset,
5095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5096         },
5097         {
5098                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5099                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5100                 .write = mem_cgroup_reset,
5101                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5102         },
5103 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5104         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5105         {
5106                 .name = "kmem.slabinfo",
5107                 .seq_start = memcg_slab_start,
5108                 .seq_next = memcg_slab_next,
5109                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
5110                 .seq_show = memcg_slab_show,
5111         },
5112 #endif
5113         {
5114                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5115                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5116                 .write = mem_cgroup_write,
5117                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5118         },
5119         {
5120                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5121                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5122                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5123         },
5124         {
5125                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5126                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5127                 .write = mem_cgroup_reset,
5128                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5129         },
5130         {
5131                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5132                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5133                 .write = mem_cgroup_reset,
5134                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5135         },
5136         { },    /* terminate */
5137 };
5138
5139 /*
5140  * Private memory cgroup IDR
5141  *
5142  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5143  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5144  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5145  * memory-controlled cgroups to 64k.
5146  *
5147  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5148  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5149  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5150  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5151  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5152  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5153  *
5154  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5155  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5156  * when the CSS is offlined.
5157  *
5158  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5159  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5160  * those references are manageable from userspace.
5161  */
5162
5163 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5164
5165 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5166 {
5167         if (memcg->id.id > 0) {
5168                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5169                 memcg->id.id = 0;
5170         }
5171 }
5172
5173 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5174                                                   unsigned int n)
5175 {
5176         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5177 }
5178
5179 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5180 {
5181         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5182                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5183
5184                 /* Memcg ID pins CSS */
5185                 css_put(&memcg->css);
5186         }
5187 }
5188
5189 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5190 {
5191         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5192 }
5193
5194 /**
5195  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5196  * @id: the memcg id to look up
5197  *
5198  * Caller must hold rcu_read_lock().
5199  */
5200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5201 {
5202         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5203         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5204 }
5205
5206 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5207 {
5208         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5209         int tmp = node;
5210         /*
5211          * This routine is called against possible nodes.
5212          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5213          *
5214          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5215          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5216          *       function.
5217          */
5218         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5219                 tmp = -1;
5220         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5221         if (!pn)
5222                 return 1;
5223
5224         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5225         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5226                 kfree(pn);
5227                 return 1;
5228         }
5229
5230         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5231         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5232                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5233                 kfree(pn);
5234                 return 1;
5235         }
5236
5237         lruvec_init(&pn->lruvec);
5238         pn->usage_in_excess = 0;
5239         pn->on_tree = false;
5240         pn->memcg = memcg;
5241
5242         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5243         return 0;
5244 }
5245
5246 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5247 {
5248         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5249
5250         if (!pn)
5251                 return;
5252
5253         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5254         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5255         kfree(pn);
5256 }
5257
5258 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5259 {
5260         int node;
5261
5262         for_each_node(node)
5263                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5264         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5265         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5266         kfree(memcg);
5267 }
5268
5269 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5270 {
5271         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5272         /*
5273          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5274          * on parent's and all ancestor levels.
5275          */
5276         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5277         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5278         __mem_cgroup_free(memcg);
5279 }
5280
5281 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5282 {
5283         struct mem_cgroup *memcg;
5284         unsigned int size;
5285         int node;
5286         int __maybe_unused i;
5287         long error = -ENOMEM;
5288
5289         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5290         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5291
5292         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5293         if (!memcg)
5294                 return ERR_PTR(error);
5295
5296         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5297                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5298                                  GFP_KERNEL);
5299         if (memcg->id.id < 0) {
5300                 error = memcg->id.id;
5301                 goto fail;
5302         }
5303
5304         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5305         if (!memcg->vmstats_local)
5306                 goto fail;
5307
5308         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5309         if (!memcg->vmstats_percpu)
5310                 goto fail;
5311
5312         for_each_node(node)
5313                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5314                         goto fail;
5315
5316         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5317                 goto fail;
5318
5319         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5320         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5321         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5322         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5323         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5324         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5325         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5326         memcg->socket_pressure = jiffies;
5327 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5328         memcg->kmemcg_id = -1;
5329         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5330 #endif
5331 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5332         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5333         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5334                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5335                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5336 #endif
5337 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5338         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5339         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5340         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5341 #endif
5342         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5343         return memcg;
5344 fail:
5345         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5346         __mem_cgroup_free(memcg);
5347         return ERR_PTR(error);
5348 }
5349
5350 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5351 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5352 {
5353         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5354         struct mem_cgroup *memcg;
5355         long error = -ENOMEM;
5356
5357         memcg = mem_cgroup_alloc();
5358         if (IS_ERR(memcg))
5359                 return ERR_CAST(memcg);
5360
5361         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5362         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5363         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5364         if (parent) {
5365                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5366                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5367         }
5368         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5369                 memcg->use_hierarchy = true;
5370                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5371                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5372                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5373                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5374                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5375         } else {
5376                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5377                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5378                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5379                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5380                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5381                 /*
5382                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5383                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5384                  * unfortunate state in our controller.
5385                  */
5386                 if (parent != root_mem_cgroup)
5387                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5388         }
5389
5390         /* The following stuff does not apply to the root */
5391         if (!parent) {
5392 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5393                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5394 #endif
5395                 root_mem_cgroup = memcg;
5396                 return &memcg->css;
5397         }
5398
5399         error = memcg_online_kmem(memcg);
5400         if (error)
5401                 goto fail;
5402
5403         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5404                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5405
5406         return &memcg->css;
5407 fail:
5408         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5409         mem_cgroup_free(memcg);
5410         return ERR_PTR(error);
5411 }
5412
5413 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5414 {
5415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5416
5417         /*
5418          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5419          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5420          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5421          */
5422         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5423                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5424                 return -ENOMEM;
5425         }
5426
5427         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5428         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5429         css_get(css);
5430         return 0;
5431 }
5432
5433 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5434 {
5435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5436         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5437
5438         /*
5439          * Unregister events and notify userspace.
5440          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5441          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5442          */
5443         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5444         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5445                 list_del_init(&event->list);
5446                 schedule_work(&event->remove);
5447         }
5448         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5449
5450         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5451         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5452
5453         memcg_offline_kmem(memcg);
5454         wb_memcg_offline(memcg);
5455
5456         drain_all_stock(memcg);
5457
5458         mem_cgroup_id_put(memcg);
5459 }
5460
5461 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5462 {
5463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5464
5465         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5466 }
5467
5468 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5469 {
5470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5471         int __maybe_unused i;
5472
5473 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5474         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5475                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5476 #endif
5477         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5478                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5479
5480         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5481                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5482
5483         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5484         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5485         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5486         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5487         memcg_free_kmem(memcg);
5488         mem_cgroup_free(memcg);
5489 }
5490
5491 /**
5492  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5493  * @css: the target css
5494  *
5495  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5496  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5497  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5498  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5499  * made visible again.
5500  *
5501  * The current implementation only resets the essential configurations.
5502  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5503  */
5504 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5505 {
5506         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5507
5508         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5509         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5510         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5511         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5512         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5513         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5514         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5515         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5516         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5517         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5518         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5519 }
5520
5521 #ifdef CONFIG_MMU
5522 /* Handlers for move charge at task migration. */
5523 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5524 {
5525         int ret;
5526
5527         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5528         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5529         if (!ret) {
5530                 mc.precharge += count;
5531                 return ret;
5532         }
5533
5534         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5535         while (count--) {
5536                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5537                 if (ret)
5538                         return ret;
5539                 mc.precharge++;
5540                 cond_resched();
5541         }
5542         return 0;
5543 }
5544
5545 union mc_target {
5546         struct page     *page;
5547         swp_entry_t     ent;
5548 };
5549
5550 enum mc_target_type {
5551         MC_TARGET_NONE = 0,
5552         MC_TARGET_PAGE,
5553         MC_TARGET_SWAP,
5554         MC_TARGET_DEVICE,
5555 };
5556
5557 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5558                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5559 {
5560         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5561
5562         if (!page || !page_mapped(page))
5563                 return NULL;
5564         if (PageAnon(page)) {
5565                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5566                         return NULL;
5567         } else {
5568                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5569                         return NULL;
5570         }
5571         if (!get_page_unless_zero(page))
5572                 return NULL;
5573
5574         return page;
5575 }
5576
5577 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5578 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5579                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5580 {
5581         struct page *page = NULL;
5582         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5583
5584         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5585                 return NULL;
5586
5587         /*
5588          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5589          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5590          * as special swap entry in the CPU page table.
5591          */
5592         if (is_device_private_entry(ent)) {
5593                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5594                 /*
5595                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5596                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5597                  */
5598                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5599                         return NULL;
5600                 return page;
5601         }
5602
5603         /*
5604          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5605          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5606          */
5607         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5608         entry->val = ent.val;
5609
5610         return page;
5611 }
5612 #else
5613 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5614                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5615 {
5616         return NULL;
5617 }
5618 #endif
5619
5620 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5621                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5622 {
5623         struct page *page = NULL;
5624         struct address_space *mapping;
5625         pgoff_t pgoff;
5626
5627         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5628                 return NULL;
5629         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5630                 return NULL;
5631
5632         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5633         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5634
5635         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5636 #ifdef CONFIG_SWAP
5637         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5638         if (shmem_mapping(mapping)) {
5639                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5640                 if (xa_is_value(page)) {
5641                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5642                         *entry = swp;
5643                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5644                                              swp_offset(swp));
5645                 }
5646         } else
5647                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5648 #else
5649         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5650 #endif
5651         return page;
5652 }
5653
5654 /**
5655  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5656  * @page: the page
5657  * @compound: charge the page as compound or small page
5658  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5659  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5660  *
5661  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5662  *
5663  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5664  * from old cgroup.
5665  */
5666 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5667                                    bool compound,
5668                                    struct mem_cgroup *from,
5669                                    struct mem_cgroup *to)
5670 {
5671         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5672         struct pglist_data *pgdat;
5673         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5674         int ret;
5675
5676         VM_BUG_ON(from == to);
5677         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5678         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5679
5680         /*
5681          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5682          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5683          */
5684         ret = -EBUSY;
5685         if (!trylock_page(page))
5686                 goto out;
5687
5688         ret = -EINVAL;
5689         if (page->mem_cgroup != from)
5690                 goto out_unlock;
5691
5692         pgdat = page_pgdat(page);
5693         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5694         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5695
5696         lock_page_memcg(page);
5697
5698         if (PageAnon(page)) {
5699                 if (page_mapped(page)) {
5700                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5701                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5702                         if (PageTransHuge(page)) {
5703                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5704                                                    -nr_pages);
5705                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5706                                                    nr_pages);
5707                         }
5708
5709                 }
5710         } else {
5711                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5712                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5713
5714                 if (PageSwapBacked(page)) {
5715                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5716                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5717                 }
5718
5719                 if (page_mapped(page)) {
5720                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5721                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5722                 }
5723
5724                 if (PageDirty(page)) {
5725                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5726
5727                         if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5728                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5729                                                    -nr_pages);
5730                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5731                                                    nr_pages);
5732                         }
5733                 }
5734         }
5735
5736         if (PageWriteback(page)) {
5737                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5738                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5739         }
5740
5741         /*
5742          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5743          *
5744          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5745          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5746          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5747          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5748          *
5749          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5750          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5751          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5752          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5753          */
5754         smp_mb();
5755
5756         css_get(&to->css);
5757         css_put(&from->css);
5758
5759         page->mem_cgroup = to;
5760
5761         __unlock_page_memcg(from);
5762
5763         ret = 0;
5764
5765         local_irq_disable();
5766         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5767         memcg_check_events(to, page);
5768         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5769         memcg_check_events(from, page);
5770         local_irq_enable();
5771 out_unlock:
5772         unlock_page(page);
5773 out:
5774         return ret;
5775 }
5776
5777 /**
5778  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5779  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5780  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5781  * @ptent: the pte to be checked
5782  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5783  *
5784  * Returns
5785  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5786  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5787  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5788  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5789  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5790  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5791  *     in target->ent.
5792  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5793  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5794  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5795  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5796  *     regular page.
5797  *
5798  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5799  *
5800  * Called with pte lock held.
5801  */
5802
5803 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5804                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5805 {
5806         struct page *page = NULL;
5807         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5808         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5809
5810         if (pte_present(ptent))
5811                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5812         else if (is_swap_pte(ptent))
5813                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5814         else if (pte_none(ptent))
5815                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5816
5817         if (!page && !ent.val)
5818                 return ret;
5819         if (page) {
5820                 /*
5821                  * Do only loose check w/o serialization.
5822                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5823                  * not under LRU exclusion.
5824                  */
5825                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5826                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5827                         if (is_device_private_page(page))
5828                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5829                         if (target)
5830                                 target->page = page;
5831                 }
5832                 if (!ret || !target)
5833                         put_page(page);
5834         }
5835         /*
5836          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5837          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5838          */
5839         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5840             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5841                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5842                 if (target)
5843                         target->ent = ent;
5844         }
5845         return ret;
5846 }
5847
5848 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5849 /*
5850  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5851  * not support them for now.
5852  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5853  */
5854 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5855                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5856 {
5857         struct page *page = NULL;
5858         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5859
5860         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5861                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5862                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5863                 return ret;
5864         }
5865         page = pmd_page(pmd);
5866         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5867         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5868                 return ret;
5869         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5870                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5871                 if (target) {
5872                         get_page(page);
5873                         target->page = page;
5874                 }
5875         }
5876         return ret;
5877 }
5878 #else
5879 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5880                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5881 {
5882         return MC_TARGET_NONE;
5883 }
5884 #endif
5885
5886 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5887                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5888                                         struct mm_walk *walk)
5889 {
5890         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5891         pte_t *pte;
5892         spinlock_t *ptl;
5893
5894         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5895         if (ptl) {
5896                 /*
5897                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5898                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5899                  * this might change.
5900                  */
5901                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5902                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5903                 spin_unlock(ptl);
5904                 return 0;
5905         }
5906
5907         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5908                 return 0;
5909         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5910         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5911                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5912                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5913         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5914         cond_resched();
5915
5916         return 0;
5917 }
5918
5919 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5920         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5921 };
5922
5923 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5924 {
5925         unsigned long precharge;
5926
5927         mmap_read_lock(mm);
5928         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5929         mmap_read_unlock(mm);
5930
5931         precharge = mc.precharge;
5932         mc.precharge = 0;
5933
5934         return precharge;
5935 }
5936
5937 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5938 {
5939         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5940
5941         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5942         mc.moving_task = current;
5943         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5944 }
5945
5946 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5947 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5948 {
5949         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5950         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5951
5952         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5953         if (mc.precharge) {
5954                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5955                 mc.precharge = 0;
5956         }
5957         /*
5958          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5959          * we must uncharge here.
5960          */
5961         if (mc.moved_charge) {
5962                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5963                 mc.moved_charge = 0;
5964         }
5965         /* we must fixup refcnts and charges */
5966         if (mc.moved_swap) {
5967                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5968                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5969                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5970
5971                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5972
5973                 /*
5974                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5975                  * should uncharge to->memory.
5976                  */
5977                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5978                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5979
5980                 mc.moved_swap = 0;
5981         }
5982         memcg_oom_recover(from);
5983         memcg_oom_recover(to);
5984         wake_up_all(&mc.waitq);
5985 }
5986
5987 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5988 {
5989         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5990
5991         /*
5992          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5993          * task migration.
5994          */
5995         mc.moving_task = NULL;
5996         __mem_cgroup_clear_mc();
5997         spin_lock(&mc.lock);
5998         mc.from = NULL;
5999         mc.to = NULL;
6000         mc.mm = NULL;
6001         spin_unlock(&mc.lock);
6002
6003         mmput(mm);
6004 }
6005
6006 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6007 {
6008         struct cgroup_subsys_state *css;
6009         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6010         struct mem_cgroup *from;
6011         struct task_struct *leader, *p;
6012         struct mm_struct *mm;
6013         unsigned long move_flags;
6014         int ret = 0;
6015
6016         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6017         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6018                 return 0;
6019
6020         /*
6021          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6022          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6023          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6024          * multiple.
6025          */
6026         p = NULL;
6027         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6028                 WARN_ON_ONCE(p);
6029                 p = leader;
6030                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6031         }
6032         if (!p)
6033                 return 0;
6034
6035         /*
6036          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6037          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6038          * So we need to save it, and keep it going.
6039          */
6040         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6041         if (!move_flags)
6042                 return 0;
6043
6044         from = mem_cgroup_from_task(p);
6045
6046         VM_BUG_ON(from == memcg);
6047
6048         mm = get_task_mm(p);
6049         if (!mm)
6050                 return 0;
6051         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6052         if (mm->owner == p) {
6053                 VM_BUG_ON(mc.from);
6054                 VM_BUG_ON(mc.to);
6055                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6056                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6057                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6058
6059                 spin_lock(&mc.lock);
6060                 mc.mm = mm;
6061                 mc.from = from;
6062                 mc.to = memcg;
6063                 mc.flags = move_flags;
6064                 spin_unlock(&mc.lock);
6065                 /* We set mc.moving_task later */
6066
6067                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6068                 if (ret)
6069                         mem_cgroup_clear_mc();
6070         } else {
6071                 mmput(mm);
6072         }
6073         return ret;
6074 }
6075
6076 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6077 {
6078         if (mc.to)
6079                 mem_cgroup_clear_mc();
6080 }
6081
6082 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6083                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6084                                 struct mm_walk *walk)
6085 {
6086         int ret = 0;
6087         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6088         pte_t *pte;
6089         spinlock_t *ptl;
6090         enum mc_target_type target_type;
6091         union mc_target target;
6092         struct page *page;
6093
6094         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6095         if (ptl) {
6096                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6097                         spin_unlock(ptl);
6098                         return 0;
6099                 }
6100                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6101                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6102                         page = target.page;
6103                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6104                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6105                                                              mc.from, mc.to)) {
6106                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6107                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6108                                 }
6109                                 putback_lru_page(page);
6110                         }
6111                         put_page(page);
6112                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6113                         page = target.page;
6114                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6115                                                      mc.from, mc.to)) {
6116                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6117                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6118                         }
6119                         put_page(page);
6120                 }
6121                 spin_unlock(ptl);
6122                 return 0;
6123         }
6124
6125         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6126                 return 0;
6127 retry:
6128         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6129         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6130                 pte_t ptent = *(pte++);
6131                 bool device = false;
6132                 swp_entry_t ent;
6133
6134                 if (!mc.precharge)
6135                         break;
6136
6137                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6138                 case MC_TARGET_DEVICE:
6139                         device = true;
6140                         fallthrough;
6141                 case MC_TARGET_PAGE:
6142                         page = target.page;
6143                         /*
6144                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6145                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6146                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6147                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6148                          */
6149                         if (PageTransCompound(page))
6150                                 goto put;
6151                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6152                                 goto put;
6153                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6154                                                 mc.from, mc.to)) {
6155                                 mc.precharge--;
6156                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6157                                 mc.moved_charge++;
6158                         }
6159                         if (!device)
6160                                 putback_lru_page(page);
6161 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6162                         put_page(page);
6163                         break;
6164                 case MC_TARGET_SWAP:
6165                         ent = target.ent;
6166                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6167                                 mc.precharge--;
6168                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6169                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6170                                 mc.moved_swap++;
6171                         }
6172                         break;
6173                 default:
6174                         break;
6175                 }
6176         }
6177         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6178         cond_resched();
6179
6180         if (addr != end) {
6181                 /*
6182                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6183                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6184                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6185                  * phase.
6186                  */
6187                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6188                 if (!ret)
6189                         goto retry;
6190         }
6191
6192         return ret;
6193 }
6194
6195 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6196         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6197 };
6198
6199 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6200 {
6201         lru_add_drain_all();
6202         /*
6203          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6204          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6205          * for already started RCU-only updates to finish.
6206          */
6207         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6208         synchronize_rcu();
6209 retry:
6210         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6211                 /*
6212                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6213                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6214                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6215                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6216                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6217                  */
6218                 __mem_cgroup_clear_mc();
6219                 cond_resched();
6220                 goto retry;
6221         }
6222         /*
6223          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6224          * additional charge, the page walk just aborts.
6225          */
6226         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6227                         NULL);
6228
6229         mmap_read_unlock(mc.mm);
6230         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6231 }
6232
6233 static void mem_cgroup_move_task(void)
6234 {
6235         if (mc.to) {
6236                 mem_cgroup_move_charge();
6237                 mem_cgroup_clear_mc();
6238         }
6239 }
6240 #else   /* !CONFIG_MMU */
6241 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6242 {
6243         return 0;
6244 }
6245 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6246 {
6247 }
6248 static void mem_cgroup_move_task(void)
6249 {
6250 }
6251 #endif
6252
6253 /*
6254  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6255  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6256  * attempt.
6257  */
6258 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6259 {
6260         /*
6261          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6262          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6263          * on for the root memcg is enough.
6264          */
6265         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6266                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6267         else
6268                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6269 }
6270
6271 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6272 {
6273         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6274                 seq_puts(m, "max\n");
6275         else
6276                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6277
6278         return 0;
6279 }
6280
6281 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6282                                struct cftype *cft)
6283 {
6284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6285
6286         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6287 }
6288
6289 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6290 {
6291         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6292                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6293 }
6294
6295 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6296                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6297 {
6298         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6299         unsigned long min;
6300         int err;
6301
6302         buf = strstrip(buf);
6303         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6304         if (err)
6305                 return err;
6306
6307         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6308
6309         return nbytes;
6310 }
6311
6312 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6313 {
6314         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6315                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6316 }
6317
6318 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6319                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6320 {
6321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6322         unsigned long low;
6323         int err;
6324
6325         buf = strstrip(buf);
6326         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6327         if (err)
6328                 return err;
6329
6330         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6331
6332         return nbytes;
6333 }
6334
6335 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6336 {
6337         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6338                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6339 }
6340
6341 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6342                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6343 {
6344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6345         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6346         bool drained = false;
6347         unsigned long high;
6348         int err;
6349
6350         buf = strstrip(buf);
6351         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6352         if (err)
6353                 return err;
6354
6355         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6356
6357         for (;;) {
6358                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6359                 unsigned long reclaimed;
6360
6361                 if (nr_pages <= high)
6362                         break;
6363
6364                 if (signal_pending(current))
6365                         break;
6366
6367                 if (!drained) {
6368                         drain_all_stock(memcg);
6369                         drained = true;
6370                         continue;
6371                 }
6372
6373                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6374                                                          GFP_KERNEL, true);
6375
6376                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6377                         break;
6378         }
6379
6380         return nbytes;
6381 }
6382
6383 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6384 {
6385         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6386                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6387 }
6388
6389 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6390                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6391 {
6392         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6393         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6394         bool drained = false;
6395         unsigned long max;
6396         int err;
6397
6398         buf = strstrip(buf);
6399         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6400         if (err)
6401                 return err;
6402
6403         xchg(&memcg->memory.max, max);
6404
6405         for (;;) {
6406                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6407
6408                 if (nr_pages <= max)
6409                         break;
6410
6411                 if (signal_pending(current))
6412                         break;
6413
6414                 if (!drained) {
6415                         drain_all_stock(memcg);
6416                         drained = true;
6417                         continue;
6418                 }
6419
6420                 if (nr_reclaims) {
6421                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6422                                                           GFP_KERNEL, true))
6423                                 nr_reclaims--;
6424                         continue;
6425                 }
6426
6427                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6428                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6429                         break;
6430         }
6431
6432         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6433         return nbytes;
6434 }
6435
6436 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6437 {
6438         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6439         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6440         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6441         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6442         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6443                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6444 }
6445
6446 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6447 {
6448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6449
6450         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6451         return 0;
6452 }
6453
6454 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6455 {
6456         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6457
6458         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6459         return 0;
6460 }
6461
6462 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6463 {
6464         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6465         char *buf;
6466
6467         buf = memory_stat_format(memcg);
6468         if (!buf)
6469                 return -ENOMEM;
6470         seq_puts(m, buf);
6471         kfree(buf);
6472         return 0;
6473 }
6474
6475 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6476 {
6477         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6478
6479         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6480
6481         return 0;
6482 }
6483
6484 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6485                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6486 {
6487         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6488         int ret, oom_group;
6489
6490         buf = strstrip(buf);
6491         if (!buf)
6492                 return -EINVAL;
6493
6494         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6495         if (ret)
6496                 return ret;
6497
6498         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6499                 return -EINVAL;
6500
6501         memcg->oom_group = oom_group;
6502
6503         return nbytes;
6504 }
6505
6506 static struct cftype memory_files[] = {
6507         {
6508                 .name = "current",
6509                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6510                 .read_u64 = memory_current_read,
6511         },
6512         {
6513                 .name = "min",
6514                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6515                 .seq_show = memory_min_show,
6516                 .write = memory_min_write,
6517         },
6518         {
6519                 .name = "low",
6520                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6521                 .seq_show = memory_low_show,
6522                 .write = memory_low_write,
6523         },
6524         {
6525                 .name = "high",
6526                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6527                 .seq_show = memory_high_show,
6528                 .write = memory_high_write,
6529         },
6530         {
6531                 .name = "max",
6532                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6533                 .seq_show = memory_max_show,
6534                 .write = memory_max_write,
6535         },
6536         {
6537                 .name = "events",
6538                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6539                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6540                 .seq_show = memory_events_show,
6541         },
6542         {
6543                 .name = "events.local",
6544                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6545                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6546                 .seq_show = memory_events_local_show,
6547         },
6548         {
6549                 .name = "stat",
6550                 .seq_show = memory_stat_show,
6551         },
6552         {
6553                 .name = "oom.group",
6554                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6555                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6556                 .write = memory_oom_group_write,
6557         },
6558         { }     /* terminate */
6559 };
6560
6561 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6562         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6563         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6564         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6565         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6566         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6567         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6568         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6569         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6570         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6571         .bind = mem_cgroup_bind,
6572         .dfl_cftypes = memory_files,
6573         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6574         .early_init = 0,
6575 };
6576
6577 /*
6578  * This function calculates an individual cgroup's effective
6579  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6580  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6581  * distribution in the tree.
6582  *
6583  * The following rules apply to the effective protection values:
6584  *
6585  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6586  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6587  *
6588  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6589  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6590  *    parent's effective protection.
6591  *
6592  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6593  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6594  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6595  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6596  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6597  *
6598  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6599  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6600  *    the unused remainder is available to its siblings.
6601  *
6602  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6603  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6604  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6605  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6606  *
6607  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6608  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6609  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6610  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6611  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6612  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6613  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6614  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6615  *
6616  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6617  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6618  * neighboring subtrees.
6619  */
6620 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6621                                           unsigned long parent_usage,
6622                                           unsigned long setting,
6623                                           unsigned long parent_effective,
6624                                           unsigned long siblings_protected)
6625 {
6626         unsigned long protected;
6627         unsigned long ep;
6628
6629         protected = min(usage, setting);
6630         /*
6631          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6632          * protection then what the parent affords them, distribute
6633          * shares in proportion to utilization.
6634          *
6635          * We are using actual utilization rather than the statically
6636          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6637          * but unused protection is available to siblings that would
6638          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6639          */
6640         if (siblings_protected > parent_effective)
6641                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6642
6643         /*
6644          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6645          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6646          * and utilizes is effectively protected.
6647          *
6648          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6649          * will apply pressure in proportion to that amount.
6650          *
6651          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6652          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6653          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6654          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6655          * protection is always dependent on how memory is actually
6656          * consumed among the siblings anyway.
6657          */
6658         ep = protected;
6659
6660         /*
6661          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6662          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6663          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6664          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6665          * other compete freely over the allowance, but they are
6666          * collectively protected from neighboring trees.
6667          *
6668          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6669          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6670          * the same bytes twice.
6671          *
6672          * Check both usage and parent_usage against the respective
6673          * protected values. One should imply the other, but they
6674          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6675          */
6676         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6677                 return ep;
6678         if (parent_effective > siblings_protected &&
6679             parent_usage > siblings_protected &&
6680             usage > protected) {
6681                 unsigned long unclaimed;
6682
6683                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6684                 unclaimed *= usage - protected;
6685                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6686
6687                 ep += unclaimed;
6688         }
6689
6690         return ep;
6691 }
6692
6693 /**
6694  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6695  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6696  * @memcg: the memory cgroup to check
6697  *
6698  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6699  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6700  *
6701  * Returns one of the following:
6702  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6703  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6704  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6705  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6706  */
6707 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6708                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6709 {
6710         unsigned long usage, parent_usage;
6711         struct mem_cgroup *parent;
6712
6713         if (mem_cgroup_disabled())
6714                 return MEMCG_PROT_NONE;
6715
6716         if (!root)
6717                 root = root_mem_cgroup;
6718         if (memcg == root)
6719                 return MEMCG_PROT_NONE;
6720
6721         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6722         if (!usage)
6723                 return MEMCG_PROT_NONE;
6724
6725         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6726         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6727         if (!parent)
6728                 return MEMCG_PROT_NONE;
6729
6730         if (parent == root) {
6731                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6732                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6733                 goto out;
6734         }
6735
6736         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6737
6738         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6739                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6740                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6741                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6742
6743         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6744                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6745                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6746                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6747
6748 out:
6749         if (usage <= memcg->memory.emin)
6750                 return MEMCG_PROT_MIN;
6751         else if (usage <= memcg->memory.elow)
6752                 return MEMCG_PROT_LOW;
6753         else
6754                 return MEMCG_PROT_NONE;
6755 }
6756
6757 /**
6758  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6759  * @page: page to charge
6760  * @mm: mm context of the victim
6761  * @gfp_mask: reclaim mode
6762  *
6763  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6764  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6765  *
6766  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6767  */
6768 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6769 {
6770         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6771         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6772         int ret = 0;
6773
6774         if (mem_cgroup_disabled())
6775                 goto out;
6776
6777         if (PageSwapCache(page)) {
6778                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6779                 unsigned short id;
6780
6781                 /*
6782                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6783                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6784                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6785                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6786                  * in turn serializes uncharging.
6787                  */
6788                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6789                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6790                         goto out;
6791
6792                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6793                 rcu_read_lock();
6794                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6795                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6796                         memcg = NULL;
6797                 rcu_read_unlock();
6798         }
6799
6800         if (!memcg)
6801                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6802
6803         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6804         if (ret)
6805                 goto out_put;
6806
6807         css_get(&memcg->css);
6808         commit_charge(page, memcg);
6809
6810         local_irq_disable();
6811         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6812         memcg_check_events(memcg, page);
6813         local_irq_enable();
6814
6815         if (PageSwapCache(page)) {
6816                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6817                 /*
6818                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6819                  * let's not wait for it.  The page already received a
6820                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6821                  */
6822                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6823         }
6824
6825 out_put:
6826         css_put(&memcg->css);
6827 out:
6828         return ret;
6829 }
6830
6831 struct uncharge_gather {
6832         struct mem_cgroup *memcg;
6833         unsigned long nr_pages;
6834         unsigned long pgpgout;
6835         unsigned long nr_kmem;
6836         struct page *dummy_page;
6837 };
6838
6839 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6840 {
6841         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6842 }
6843
6844 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6845 {
6846         unsigned long flags;
6847
6848         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6849                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6850                 if (do_memsw_account())
6851                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6852                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6853                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6854                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6855         }
6856
6857         local_irq_save(flags);
6858         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6859         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6860         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6861         local_irq_restore(flags);
6862 }
6863
6864 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6865 {
6866         unsigned long nr_pages;
6867
6868         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6869
6870         if (!page->mem_cgroup)
6871                 return;
6872
6873         /*
6874          * Nobody should be changing or seriously looking at
6875          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6876          * exclusive access to the page.
6877          */
6878
6879         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6880                 if (ug->memcg) {
6881                         uncharge_batch(ug);
6882                         uncharge_gather_clear(ug);
6883                 }
6884                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6885         }
6886
6887         nr_pages = compound_nr(page);
6888         ug->nr_pages += nr_pages;
6889
6890         if (!PageKmemcg(page)) {
6891                 ug->pgpgout++;
6892         } else {
6893                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6894                 __ClearPageKmemcg(page);
6895         }
6896
6897         ug->dummy_page = page;
6898         page->mem_cgroup = NULL;
6899         css_put(&ug->memcg->css);
6900 }
6901
6902 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6903 {
6904         struct uncharge_gather ug;
6905         struct list_head *next;
6906
6907         uncharge_gather_clear(&ug);
6908
6909         /*
6910          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6911          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6912          */
6913         next = page_list->next;
6914         do {
6915                 struct page *page;
6916
6917                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6918                 next = page->lru.next;
6919
6920                 uncharge_page(page, &ug);
6921         } while (next != page_list);
6922
6923         if (ug.memcg)
6924                 uncharge_batch(&ug);
6925 }
6926
6927 /**
6928  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6929  * @page: page to uncharge
6930  *
6931  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6932  */
6933 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6934 {
6935         struct uncharge_gather ug;
6936
6937         if (mem_cgroup_disabled())
6938                 return;
6939
6940         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6941         if (!page->mem_cgroup)
6942                 return;
6943
6944         uncharge_gather_clear(&ug);
6945         uncharge_page(page, &ug);
6946         uncharge_batch(&ug);
6947 }
6948
6949 /**
6950  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6951  * @page_list: list of pages to uncharge
6952  *
6953  * Uncharge a list of pages previously charged with
6954  * mem_cgroup_charge().
6955  */
6956 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6957 {
6958         if (mem_cgroup_disabled())
6959                 return;
6960
6961         if (!list_empty(page_list))
6962                 uncharge_list(page_list);
6963 }
6964
6965 /**
6966  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6967  * @oldpage: currently circulating page
6968  * @newpage: replacement page
6969  *
6970  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6971  * be uncharged upon free.
6972  *
6973  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6974  */
6975 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6976 {
6977         struct mem_cgroup *memcg;
6978         unsigned int nr_pages;
6979         unsigned long flags;
6980
6981         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6982         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6983         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6984         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6985                        newpage);
6986
6987         if (mem_cgroup_disabled())
6988                 return;
6989
6990         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6991         if (newpage->mem_cgroup)
6992                 return;
6993
6994         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6995         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6996         if (!memcg)
6997                 return;
6998
6999         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7000         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
7001
7002         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7003         if (do_memsw_account())
7004                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7005
7006         css_get(&memcg->css);
7007         commit_charge(newpage, memcg);
7008
7009         local_irq_save(flags);
7010         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7011         memcg_check_events(memcg, newpage);
7012         local_irq_restore(flags);
7013 }
7014
7015 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7016 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7017
7018 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7019 {
7020         struct mem_cgroup *memcg;
7021
7022         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7023                 return;
7024
7025         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7026         if (in_interrupt())
7027                 return;
7028
7029         rcu_read_lock();
7030         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7031         if (memcg == root_mem_cgroup)
7032                 goto out;
7033         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7034                 goto out;
7035         if (css_tryget(&memcg->css))
7036                 sk->sk_memcg = memcg;
7037 out:
7038         rcu_read_unlock();
7039 }
7040
7041 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7042 {
7043         if (sk->sk_memcg)
7044                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7045 }
7046
7047 /**
7048  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7049  * @memcg: memcg to charge
7050  * @nr_pages: number of pages to charge
7051  *
7052  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7053  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7054  */
7055 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7056 {
7057         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7058
7059         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7060                 struct page_counter *fail;
7061
7062                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7063                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7064                         return true;
7065                 }
7066                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7067                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7068                 return false;
7069         }
7070
7071         /* Don't block in the packet receive path */
7072         if (in_softirq())
7073                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7074
7075         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7076
7077         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7078                 return true;
7079
7080         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7081         return false;
7082 }
7083
7084 /**
7085  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7086  * @memcg: memcg to uncharge
7087  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7088  */
7089 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7090 {
7091         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7092                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7093                 return;
7094         }
7095
7096         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7097
7098         refill_stock(memcg, nr_pages);
7099 }
7100
7101 static int __init cgroup_memory(char *s)
7102 {
7103         char *token;
7104
7105         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7106                 if (!*token)
7107                         continue;
7108                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7109                         cgroup_memory_nosocket = true;
7110                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7111                         cgroup_memory_nokmem = true;
7112         }
7113         return 0;
7114 }
7115 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7116
7117 /*
7118  * subsys_initcall() for memory controller.
7119  *
7120  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7121  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7122  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7123  * should be initialized from here.
7124  */
7125 static int __init mem_cgroup_init(void)
7126 {
7127         int cpu, node;
7128
7129 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7130         /*
7131          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
7132          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
7133          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
7134          * destroyed simultaneously.
7135          */
7136         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
7137         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
7138 #endif
7139
7140         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7141                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7142
7143         for_each_possible_cpu(cpu)
7144                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7145                           drain_local_stock);
7146
7147         for_each_node(node) {
7148                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7149
7150                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7151                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7152
7153                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7154                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7155                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7156                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7157         }
7158
7159         return 0;
7160 }
7161 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7162
7163 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7164 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7165 {
7166         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7167                 /*
7168                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7169                  * always be >= 1.
7170                  */
7171                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7172                         VM_BUG_ON(1);
7173                         break;
7174                 }
7175                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7176                 if (!memcg)
7177                         memcg = root_mem_cgroup;
7178         }
7179         return memcg;
7180 }
7181
7182 /**
7183  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7184  * @page: page whose memsw charge to transfer
7185  * @entry: swap entry to move the charge to
7186  *
7187  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7188  */
7189 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7190 {
7191         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7192         unsigned int nr_entries;
7193         unsigned short oldid;
7194
7195         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7196         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7197
7198         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7199                 return;
7200
7201         memcg = page->mem_cgroup;
7202
7203         /* Readahead page, never charged */
7204         if (!memcg)
7205                 return;
7206
7207         /*
7208          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7209          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7210          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7211          */
7212         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7213         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7214         /* Get references for the tail pages, too */
7215         if (nr_entries > 1)
7216                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7217         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7218                                    nr_entries);
7219         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7220         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7221
7222         page->mem_cgroup = NULL;
7223
7224         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7225                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7226
7227         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7228                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7229                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7230                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7231         }
7232
7233         /*
7234          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7235          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7236          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7237          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7238          */
7239         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7240         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7241         memcg_check_events(memcg, page);
7242
7243         css_put(&memcg->css);
7244 }
7245
7246 /**
7247  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7248  * @page: page being added to swap
7249  * @entry: swap entry to charge
7250  *
7251  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7252  *
7253  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7254  */
7255 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7256 {
7257         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7258         struct page_counter *counter;
7259         struct mem_cgroup *memcg;
7260         unsigned short oldid;
7261
7262         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7263                 return 0;
7264
7265         memcg = page->mem_cgroup;
7266
7267         /* Readahead page, never charged */
7268         if (!memcg)
7269                 return 0;
7270
7271         if (!entry.val) {
7272                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7273                 return 0;
7274         }
7275
7276         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7277
7278         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7279             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7280                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7281                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7282                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7283                 return -ENOMEM;
7284         }
7285
7286         /* Get references for the tail pages, too */
7287         if (nr_pages > 1)
7288                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7289         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7290         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7291         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7292
7293         return 0;
7294 }
7295
7296 /**
7297  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7298  * @entry: swap entry to uncharge
7299  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7300  */
7301 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7302 {
7303         struct mem_cgroup *memcg;
7304         unsigned short id;
7305
7306         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7307         rcu_read_lock();
7308         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7309         if (memcg) {
7310                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7311                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7312                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7313                         else
7314                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7315                 }
7316                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7317                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7318         }
7319         rcu_read_unlock();
7320 }
7321
7322 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7323 {
7324         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7325
7326         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7327                 return nr_swap_pages;
7328         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7329                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7330                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7331                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7332         return nr_swap_pages;
7333 }
7334
7335 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7336 {
7337         struct mem_cgroup *memcg;
7338
7339         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7340
7341         if (vm_swap_full())
7342                 return true;
7343         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7344                 return false;
7345
7346         memcg = page->mem_cgroup;
7347         if (!memcg)
7348                 return false;
7349
7350         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7351                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7352
7353                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7354                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7355                         return true;
7356         }
7357
7358         return false;
7359 }
7360
7361 static int __init setup_swap_account(char *s)
7362 {
7363         if (!strcmp(s, "1"))
7364                 cgroup_memory_noswap = 0;
7365         else if (!strcmp(s, "0"))
7366                 cgroup_memory_noswap = 1;
7367         return 1;
7368 }
7369 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7370
7371 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7372                              struct cftype *cft)
7373 {
7374         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7375
7376         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7377 }
7378
7379 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7380 {
7381         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7382                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7383 }
7384
7385 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7386                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7387 {
7388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7389         unsigned long high;
7390         int err;
7391
7392         buf = strstrip(buf);
7393         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7394         if (err)
7395                 return err;
7396
7397         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7398
7399         return nbytes;
7400 }
7401
7402 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7403 {
7404         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7405                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7406 }
7407
7408 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7409                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7410 {
7411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7412         unsigned long max;
7413         int err;
7414
7415         buf = strstrip(buf);
7416         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7417         if (err)
7418                 return err;
7419
7420         xchg(&memcg->swap.max, max);
7421
7422         return nbytes;
7423 }
7424
7425 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7426 {
7427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7428
7429         seq_printf(m, "high %lu\n",
7430                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7431         seq_printf(m, "max %lu\n",
7432                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7433         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7434                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7435
7436         return 0;
7437 }
7438
7439 static struct cftype swap_files[] = {
7440         {
7441                 .name = "swap.current",
7442                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7443                 .read_u64 = swap_current_read,
7444         },
7445         {
7446                 .name = "swap.high",
7447                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7448                 .seq_show = swap_high_show,
7449                 .write = swap_high_write,
7450         },
7451         {
7452                 .name = "swap.max",
7453                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7454                 .seq_show = swap_max_show,
7455                 .write = swap_max_write,
7456         },
7457         {
7458                 .name = "swap.events",
7459                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7460                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7461                 .seq_show = swap_events_show,
7462         },
7463         { }     /* terminate */
7464 };
7465
7466 static struct cftype memsw_files[] = {
7467         {
7468                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7470                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7471         },
7472         {
7473                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7474                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7475                 .write = mem_cgroup_reset,
7476                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7477         },
7478         {
7479                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7480                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7481                 .write = mem_cgroup_write,
7482                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7483         },
7484         {
7485                 .name = "memsw.failcnt",
7486                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7487                 .write = mem_cgroup_reset,
7488                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7489         },
7490         { },    /* terminate */
7491 };
7492
7493 /*
7494  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7495  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7496  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7497  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7498  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7499  */
7500 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7501 {
7502         /* No memory control -> no swap control */
7503         if (mem_cgroup_disabled())
7504                 cgroup_memory_noswap = true;
7505
7506         if (cgroup_memory_noswap)
7507                 return 0;
7508
7509         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7510         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7511
7512         return 0;
7513 }
7514 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7515
7516 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */