Merge tag 'kvmarm-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvmarm/kvmar...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool should_force_charge(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /**
634  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
635  * @memcg: the memory cgroup
636  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
637  * @val: delta to add to the counter, can be negative
638  */
639 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
640 {
641         if (mem_cgroup_disabled())
642                 return;
643
644         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
645         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
646 }
647
648 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
649 static unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
650 {
651         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats.state[idx]);
652 #ifdef CONFIG_SMP
653         if (x < 0)
654                 x = 0;
655 #endif
656         return x;
657 }
658
659 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
660 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
661 {
662         long x = 0;
663         int cpu;
664
665         for_each_possible_cpu(cpu)
666                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
667 #ifdef CONFIG_SMP
668         if (x < 0)
669                 x = 0;
670 #endif
671         return x;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
676 {
677         struct mem_cgroup *parent;
678
679         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
680         if (!parent)
681                 return NULL;
682         return parent->nodeinfo[nid];
683 }
684
685 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
686                               int val)
687 {
688         struct mem_cgroup_per_node *pn;
689         struct mem_cgroup *memcg;
690         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
691
692         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
693         memcg = pn->memcg;
694
695         /* Update memcg */
696         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
697
698         /* Update lruvec */
699         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
700
701         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
702                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
703
704         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
705         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
706                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
707                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
708
709                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
710                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
711                 x = 0;
712         }
713         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
714 }
715
716 /**
717  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
718  * @lruvec: the lruvec
719  * @idx: the stat item
720  * @val: delta to add to the counter, can be negative
721  *
722  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
723  * function updates the all three counters that are affected by a
724  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
725  */
726 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
727                         int val)
728 {
729         /* Update node */
730         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
731
732         /* Update memcg and lruvec */
733         if (!mem_cgroup_disabled())
734                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
735 }
736
737 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
738                              int val)
739 {
740         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
741         struct mem_cgroup *memcg;
742         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
743         struct lruvec *lruvec;
744
745         rcu_read_lock();
746         memcg = page_memcg(head);
747         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
748         if (!memcg) {
749                 rcu_read_unlock();
750                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
751                 return;
752         }
753
754         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
755         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
756         rcu_read_unlock();
757 }
758 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
759
760 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
761 {
762         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
763         struct mem_cgroup *memcg;
764         struct lruvec *lruvec;
765
766         rcu_read_lock();
767         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
768
769         /*
770          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
771          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
772          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
773          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
774          */
775         if (!memcg) {
776                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
777         } else {
778                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
779                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
780         }
781         rcu_read_unlock();
782 }
783
784 /*
785  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
786  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
787  */
788 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
789                                      struct pglist_data *pgdat,
790                                      enum node_stat_item idx, int nr)
791 {
792         struct mem_cgroup *memcg;
793         struct lruvec *lruvec;
794
795         rcu_read_lock();
796         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
797         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
798         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
799         rcu_read_unlock();
800 }
801
802 /**
803  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
804  * @memcg: the memory cgroup
805  * @idx: the event item
806  * @count: the number of events that occurred
807  */
808 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
809                           unsigned long count)
810 {
811         if (mem_cgroup_disabled())
812                 return;
813
814         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
815         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
816 }
817
818 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
819 {
820         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
821 }
822
823 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
824 {
825         long x = 0;
826         int cpu;
827
828         for_each_possible_cpu(cpu)
829                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
830         return x;
831 }
832
833 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
834                                          struct page *page,
835                                          int nr_pages)
836 {
837         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
838         if (nr_pages > 0)
839                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
840         else {
841                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
842                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
843         }
844
845         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
846 }
847
848 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
849                                        enum mem_cgroup_events_target target)
850 {
851         unsigned long val, next;
852
853         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
854         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
855         /* from time_after() in jiffies.h */
856         if ((long)(next - val) < 0) {
857                 switch (target) {
858                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
859                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
860                         break;
861                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
862                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
863                         break;
864                 default:
865                         break;
866                 }
867                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
868                 return true;
869         }
870         return false;
871 }
872
873 /*
874  * Check events in order.
875  *
876  */
877 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
878 {
879         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
880         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
882                 bool do_softlimit;
883
884                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
885                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
886                 mem_cgroup_threshold(memcg);
887                 if (unlikely(do_softlimit))
888                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
889         }
890 }
891
892 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
893 {
894         /*
895          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
896          * if it races with swapoff, page migration, etc.
897          * So this can be called with p == NULL.
898          */
899         if (unlikely(!p))
900                 return NULL;
901
902         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
903 }
904 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
905
906 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
907 {
908         if (in_interrupt())
909                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
910         else
911                 return current->active_memcg;
912 }
913
914 /**
915  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
916  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
917  *
918  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
919  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
920  * 1) The active memcg, if set.
921  * 2) current->mm->memcg, if available
922  * 3) root memcg
923  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
924  */
925 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
926 {
927         struct mem_cgroup *memcg;
928
929         if (mem_cgroup_disabled())
930                 return NULL;
931
932         /*
933          * Page cache insertions can happen without an
934          * actual mm context, e.g. during disk probing
935          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
936          *
937          * No need to css_get on root memcg as the reference
938          * counting is disabled on the root level in the
939          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
940          */
941         if (unlikely(!mm)) {
942                 memcg = active_memcg();
943                 if (unlikely(memcg)) {
944                         /* remote memcg must hold a ref */
945                         css_get(&memcg->css);
946                         return memcg;
947                 }
948                 mm = current->mm;
949                 if (unlikely(!mm))
950                         return root_mem_cgroup;
951         }
952
953         rcu_read_lock();
954         do {
955                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
956                 if (unlikely(!memcg))
957                         memcg = root_mem_cgroup;
958         } while (!css_tryget(&memcg->css));
959         rcu_read_unlock();
960         return memcg;
961 }
962 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
963
964 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
965 {
966         /* Allow remote memcg charging from any context. */
967         if (unlikely(active_memcg()))
968                 return false;
969
970         /* Memcg to charge can't be determined. */
971         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
972                 return true;
973
974         return false;
975 }
976
977 /**
978  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
979  * @root: hierarchy root
980  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
981  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
982  *
983  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
984  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
985  *
986  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
987  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
988  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
989  *
990  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
991  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
992  * same node.
993  */
994 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
995                                    struct mem_cgroup *prev,
996                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
997 {
998         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
999         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1000         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1001         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1002
1003         if (mem_cgroup_disabled())
1004                 return NULL;
1005
1006         if (!root)
1007                 root = root_mem_cgroup;
1008
1009         if (prev && !reclaim)
1010                 pos = prev;
1011
1012         rcu_read_lock();
1013
1014         if (reclaim) {
1015                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1016
1017                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1018                 iter = &mz->iter;
1019
1020                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1021                         goto out_unlock;
1022
1023                 while (1) {
1024                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1025                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1026                                 break;
1027                         /*
1028                          * css reference reached zero, so iter->position will
1029                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1030                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1031                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1032                          * might block it. So we clear iter->position right
1033                          * away.
1034                          */
1035                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1036                 }
1037         }
1038
1039         if (pos)
1040                 css = &pos->css;
1041
1042         for (;;) {
1043                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1044                 if (!css) {
1045                         /*
1046                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1047                          * new one might jump in right at the end of
1048                          * the hierarchy - make sure they see at least
1049                          * one group and restart from the beginning.
1050                          */
1051                         if (!prev)
1052                                 continue;
1053                         break;
1054                 }
1055
1056                 /*
1057                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1058                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1059                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1060                  */
1061                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1062
1063                 if (css == &root->css)
1064                         break;
1065
1066                 if (css_tryget(css))
1067                         break;
1068
1069                 memcg = NULL;
1070         }
1071
1072         if (reclaim) {
1073                 /*
1074                  * The position could have already been updated by a competing
1075                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1076                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1077                  */
1078                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1079
1080                 if (pos)
1081                         css_put(&pos->css);
1082
1083                 if (!memcg)
1084                         iter->generation++;
1085                 else if (!prev)
1086                         reclaim->generation = iter->generation;
1087         }
1088
1089 out_unlock:
1090         rcu_read_unlock();
1091         if (prev && prev != root)
1092                 css_put(&prev->css);
1093
1094         return memcg;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1099  * @root: hierarchy root
1100  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1101  */
1102 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1103                            struct mem_cgroup *prev)
1104 {
1105         if (!root)
1106                 root = root_mem_cgroup;
1107         if (prev && prev != root)
1108                 css_put(&prev->css);
1109 }
1110
1111 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1112                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1113 {
1114         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1115         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1116         int nid;
1117
1118         for_each_node(nid) {
1119                 mz = from->nodeinfo[nid];
1120                 iter = &mz->iter;
1121                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1122         }
1123 }
1124
1125 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1126 {
1127         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1128         struct mem_cgroup *last;
1129
1130         do {
1131                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1132                 last = memcg;
1133         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1134
1135         /*
1136          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1137          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1138          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1139          * dead_memcg from cgroup root separately.
1140          */
1141         if (last != root_mem_cgroup)
1142                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1143                                                 dead_memcg);
1144 }
1145
1146 /**
1147  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1148  * @memcg: hierarchy root
1149  * @fn: function to call for each task
1150  * @arg: argument passed to @fn
1151  *
1152  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1153  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1154  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1155  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1156  *
1157  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1158  */
1159 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1160                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1161 {
1162         struct mem_cgroup *iter;
1163         int ret = 0;
1164
1165         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1166
1167         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1168                 struct css_task_iter it;
1169                 struct task_struct *task;
1170
1171                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1172                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1173                         ret = fn(task, arg);
1174                 css_task_iter_end(&it);
1175                 if (ret) {
1176                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1177                         break;
1178                 }
1179         }
1180         return ret;
1181 }
1182
1183 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1184 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1185 {
1186         struct mem_cgroup *memcg;
1187
1188         if (mem_cgroup_disabled())
1189                 return;
1190
1191         memcg = page_memcg(page);
1192
1193         if (!memcg)
1194                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1195         else
1196                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1197 }
1198 #endif
1199
1200 /**
1201  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1202  * @page: the page
1203  *
1204  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1205  * - page locked
1206  * - PageLRU cleared
1207  * - lock_page_memcg()
1208  * - page->_refcount is zero
1209  */
1210 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1211 {
1212         struct lruvec *lruvec;
1213
1214         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1215         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1216
1217         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1218
1219         return lruvec;
1220 }
1221
1222 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1223 {
1224         struct lruvec *lruvec;
1225
1226         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1227         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1228
1229         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1230
1231         return lruvec;
1232 }
1233
1234 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1235 {
1236         struct lruvec *lruvec;
1237
1238         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1239         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1240
1241         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1242
1243         return lruvec;
1244 }
1245
1246 /**
1247  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1248  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1249  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1250  * @zid: zone id of the accounted pages
1251  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1252  *
1253  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1254  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1255  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1256  */
1257 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1258                                 int zid, int nr_pages)
1259 {
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         unsigned long *lru_size;
1262         long size;
1263
1264         if (mem_cgroup_disabled())
1265                 return;
1266
1267         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1268         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1269
1270         if (nr_pages < 0)
1271                 *lru_size += nr_pages;
1272
1273         size = *lru_size;
1274         if (WARN_ONCE(size < 0,
1275                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1276                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1277                 VM_BUG_ON(1);
1278                 *lru_size = 0;
1279         }
1280
1281         if (nr_pages > 0)
1282                 *lru_size += nr_pages;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1287  * @memcg: the memory cgroup
1288  *
1289  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1290  * pages.
1291  */
1292 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1293 {
1294         unsigned long margin = 0;
1295         unsigned long count;
1296         unsigned long limit;
1297
1298         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1299         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1300         if (count < limit)
1301                 margin = limit - count;
1302
1303         if (do_memsw_account()) {
1304                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1305                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1306                 if (count < limit)
1307                         margin = min(margin, limit - count);
1308                 else
1309                         margin = 0;
1310         }
1311
1312         return margin;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1319  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1320  * caused by "move".
1321  */
1322 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1323 {
1324         struct mem_cgroup *from;
1325         struct mem_cgroup *to;
1326         bool ret = false;
1327         /*
1328          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1329          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1330          */
1331         spin_lock(&mc.lock);
1332         from = mc.from;
1333         to = mc.to;
1334         if (!from)
1335                 goto unlock;
1336
1337         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1338                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1339 unlock:
1340         spin_unlock(&mc.lock);
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1347                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1348                         DEFINE_WAIT(wait);
1349                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1350                         /* moving charge context might have finished. */
1351                         if (mc.moving_task)
1352                                 schedule();
1353                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1354                         return true;
1355                 }
1356         }
1357         return false;
1358 }
1359
1360 struct memory_stat {
1361         const char *name;
1362         unsigned int idx;
1363 };
1364
1365 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1366         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1367         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1368         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1369         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1370         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1371         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1372         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1373         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1374         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1375         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1376 #ifdef CONFIG_SWAP
1377         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1378 #endif
1379 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1380         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1381         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1382         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1383 #endif
1384         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1385         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1386         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1387         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1388         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1389         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1390         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1391
1392         /* The memory events */
1393         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1394         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1395         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1396         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1397         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1398         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1399         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1400 };
1401
1402 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1403 static int memcg_page_state_unit(int item)
1404 {
1405         switch (item) {
1406         case MEMCG_PERCPU_B:
1407         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1408         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1409         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1410         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1411         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1412         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1413         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1414         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1415         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1416                 return 1;
1417         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1418                 return SZ_1K;
1419         default:
1420                 return PAGE_SIZE;
1421         }
1422 }
1423
1424 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1425                                                     int item)
1426 {
1427         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1428 }
1429
1430 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct seq_buf s;
1433         int i;
1434
1435         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1436         if (!s.buffer)
1437                 return NULL;
1438
1439         /*
1440          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1441          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1442          *
1443          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1444          * 1) generic big picture -> specifics and details
1445          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1446          *
1447          * Current memory state:
1448          */
1449         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
1450
1451         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1452                 u64 size;
1453
1454                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1455                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1456
1457                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1458                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1459                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1460                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1461                 }
1462         }
1463
1464         /* Accumulated memory events */
1465
1466         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1467                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1468         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1469                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1470         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1471                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1472         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1473                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1474                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1475         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1476                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1477                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1478         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1479                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1480         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1481                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1482         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1483                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1484         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1485                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1486
1487 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1488         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1489                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1490         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1491                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1492 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1493
1494         /* The above should easily fit into one page */
1495         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1496
1497         return s.buffer;
1498 }
1499
1500 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1501 /**
1502  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1503  * memory controller.
1504  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1505  * @p: Task that is going to be killed
1506  *
1507  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1508  * enabled
1509  */
1510 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1511 {
1512         rcu_read_lock();
1513
1514         if (memcg) {
1515                 pr_cont(",oom_memcg=");
1516                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1517         } else
1518                 pr_cont(",global_oom");
1519         if (p) {
1520                 pr_cont(",task_memcg=");
1521                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1522         }
1523         rcu_read_unlock();
1524 }
1525
1526 /**
1527  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1528  * memory controller.
1529  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1530  */
1531 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         char *buf;
1534
1535         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1536                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1537                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1538         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1539                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1540                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1541                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1542         else {
1543                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1544                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1545                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1546                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1547                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1548                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1549         }
1550
1551         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1552         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1553         pr_cont(":");
1554         buf = memory_stat_format(memcg);
1555         if (!buf)
1556                 return;
1557         pr_info("%s", buf);
1558         kfree(buf);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1563  */
1564 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1567
1568         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1569                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1570                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1571                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1572         } else { /* v1 */
1573                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1574                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1575                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1576
1577                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1578                 }
1579         }
1580         return max;
1581 }
1582
1583 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         return page_counter_read(&memcg->memory);
1586 }
1587
1588 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1589                                      int order)
1590 {
1591         struct oom_control oc = {
1592                 .zonelist = NULL,
1593                 .nodemask = NULL,
1594                 .memcg = memcg,
1595                 .gfp_mask = gfp_mask,
1596                 .order = order,
1597         };
1598         bool ret = true;
1599
1600         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1601                 return true;
1602
1603         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1604                 goto unlock;
1605
1606         /*
1607          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1608          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1609          */
1610         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1611
1612 unlock:
1613         mutex_unlock(&oom_lock);
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1618                                    pg_data_t *pgdat,
1619                                    gfp_t gfp_mask,
1620                                    unsigned long *total_scanned)
1621 {
1622         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1623         int total = 0;
1624         int loop = 0;
1625         unsigned long excess;
1626         unsigned long nr_scanned;
1627         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1628                 .pgdat = pgdat,
1629         };
1630
1631         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1632
1633         while (1) {
1634                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1635                 if (!victim) {
1636                         loop++;
1637                         if (loop >= 2) {
1638                                 /*
1639                                  * If we have not been able to reclaim
1640                                  * anything, it might because there are
1641                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1642                                  */
1643                                 if (!total)
1644                                         break;
1645                                 /*
1646                                  * We want to do more targeted reclaim.
1647                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1648                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1649                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1650                                  */
1651                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1652                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1653                                         break;
1654                         }
1655                         continue;
1656                 }
1657                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1658                                         pgdat, &nr_scanned);
1659                 *total_scanned += nr_scanned;
1660                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1661                         break;
1662         }
1663         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1664         return total;
1665 }
1666
1667 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1668 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1669         .name = "memcg_oom_lock",
1670 };
1671 #endif
1672
1673 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1674
1675 /*
1676  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1677  * If someone is running, return false.
1678  */
1679 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1680 {
1681         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1682
1683         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1684
1685         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1686                 if (iter->oom_lock) {
1687                         /*
1688                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1689                          * so we cannot give a lock.
1690                          */
1691                         failed = iter;
1692                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1693                         break;
1694                 } else
1695                         iter->oom_lock = true;
1696         }
1697
1698         if (failed) {
1699                 /*
1700                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1701                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1702                  */
1703                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1704                         if (iter == failed) {
1705                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1706                                 break;
1707                         }
1708                         iter->oom_lock = false;
1709                 }
1710         } else
1711                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1712
1713         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1714
1715         return !failed;
1716 }
1717
1718 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1719 {
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1723         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1725                 iter->oom_lock = false;
1726         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1727 }
1728
1729 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         struct mem_cgroup *iter;
1732
1733         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1735                 iter->under_oom++;
1736         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1737 }
1738
1739 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         /*
1744          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1745          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1746          */
1747         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1748         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1749                 if (iter->under_oom > 0)
1750                         iter->under_oom--;
1751         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1752 }
1753
1754 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1755
1756 struct oom_wait_info {
1757         struct mem_cgroup *memcg;
1758         wait_queue_entry_t      wait;
1759 };
1760
1761 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1762         unsigned mode, int sync, void *arg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1765         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1766         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1767
1768         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1769         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1770
1771         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1772             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1773                 return 0;
1774         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1775 }
1776
1777 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         /*
1780          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1781          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1782          * this function is called as a result of userland actions
1783          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1784          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1785          * triggering notification.
1786          */
1787         if (memcg && memcg->under_oom)
1788                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1789 }
1790
1791 enum oom_status {
1792         OOM_SUCCESS,
1793         OOM_FAILED,
1794         OOM_ASYNC,
1795         OOM_SKIPPED
1796 };
1797
1798 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1799 {
1800         enum oom_status ret;
1801         bool locked;
1802
1803         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1804                 return OOM_SKIPPED;
1805
1806         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1807
1808         /*
1809          * We are in the middle of the charge context here, so we
1810          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1811          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1812          *
1813          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1814          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1815          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1816          * released.
1817          *
1818          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1819          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1820          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1821          * invoke the oom killer here.
1822          *
1823          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1824          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1825          */
1826         if (memcg->oom_kill_disable) {
1827                 if (!current->in_user_fault)
1828                         return OOM_SKIPPED;
1829                 css_get(&memcg->css);
1830                 current->memcg_in_oom = memcg;
1831                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1832                 current->memcg_oom_order = order;
1833
1834                 return OOM_ASYNC;
1835         }
1836
1837         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1838
1839         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1840
1841         if (locked)
1842                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1843
1844         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1845         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1846                 ret = OOM_SUCCESS;
1847         else
1848                 ret = OOM_FAILED;
1849
1850         if (locked)
1851                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1852
1853         return ret;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1858  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1859  *
1860  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1861  * handler was enabled.
1862  *
1863  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1864  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1865  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1866  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1867  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1868  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1869  *
1870  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1871  * completed, %false otherwise.
1872  */
1873 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1874 {
1875         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1876         struct oom_wait_info owait;
1877         bool locked;
1878
1879         /* OOM is global, do not handle */
1880         if (!memcg)
1881                 return false;
1882
1883         if (!handle)
1884                 goto cleanup;
1885
1886         owait.memcg = memcg;
1887         owait.wait.flags = 0;
1888         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1889         owait.wait.private = current;
1890         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1891
1892         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1893         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1894
1895         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1896
1897         if (locked)
1898                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1899
1900         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1901                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1902                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1903                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1904                                          current->memcg_oom_order);
1905         } else {
1906                 schedule();
1907                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1908                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1909         }
1910
1911         if (locked) {
1912                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1913                 /*
1914                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1915                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1916                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1917                  */
1918                 memcg_oom_recover(memcg);
1919         }
1920 cleanup:
1921         current->memcg_in_oom = NULL;
1922         css_put(&memcg->css);
1923         return true;
1924 }
1925
1926 /**
1927  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1928  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1929  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1930  *
1931  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1932  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1933  *
1934  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1935  */
1936 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1937                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1938 {
1939         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1940         struct mem_cgroup *memcg;
1941
1942         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1943                 return NULL;
1944
1945         if (!oom_domain)
1946                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1947
1948         rcu_read_lock();
1949
1950         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1951         if (memcg == root_mem_cgroup)
1952                 goto out;
1953
1954         /*
1955          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1956          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1957          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1958          */
1959         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1960                 goto out;
1961
1962         /*
1963          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1964          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1965          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1966          */
1967         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1968                 if (memcg->oom_group)
1969                         oom_group = memcg;
1970
1971                 if (memcg == oom_domain)
1972                         break;
1973         }
1974
1975         if (oom_group)
1976                 css_get(&oom_group->css);
1977 out:
1978         rcu_read_unlock();
1979
1980         return oom_group;
1981 }
1982
1983 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         pr_info("Tasks in ");
1986         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1987         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1988 }
1989
1990 /**
1991  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
1992  * @page: the page
1993  *
1994  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1995  * another cgroup.
1996  *
1997  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
1998  * for the lifetime of the page.
1999  */
2000 void lock_page_memcg(struct page *page)
2001 {
2002         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2003         struct mem_cgroup *memcg;
2004         unsigned long flags;
2005
2006         /*
2007          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2008          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2009          * because page moving starts with an RCU grace period.
2010          */
2011         rcu_read_lock();
2012
2013         if (mem_cgroup_disabled())
2014                 return;
2015 again:
2016         memcg = page_memcg(head);
2017         if (unlikely(!memcg))
2018                 return;
2019
2020 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2021         local_irq_save(flags);
2022         might_lock(&memcg->move_lock);
2023         local_irq_restore(flags);
2024 #endif
2025
2026         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2027                 return;
2028
2029         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2030         if (memcg != page_memcg(head)) {
2031                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2032                 goto again;
2033         }
2034
2035         /*
2036          * When charge migration first begins, we can have multiple
2037          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2038          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2039          * move_lock for unlock_page_memcg().
2040          */
2041         memcg->move_lock_task = current;
2042         memcg->move_lock_flags = flags;
2043 }
2044 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2045
2046 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2047 {
2048         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2049                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2050
2051                 memcg->move_lock_task = NULL;
2052                 memcg->move_lock_flags = 0;
2053
2054                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2055         }
2056
2057         rcu_read_unlock();
2058 }
2059
2060 /**
2061  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2062  * @page: the page
2063  */
2064 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2065 {
2066         struct page *head = compound_head(page);
2067
2068         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2069 }
2070 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2071
2072 struct obj_stock {
2073 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2074         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2075         struct pglist_data *cached_pgdat;
2076         unsigned int nr_bytes;
2077         int nr_slab_reclaimable_b;
2078         int nr_slab_unreclaimable_b;
2079 #else
2080         int dummy[0];
2081 #endif
2082 };
2083
2084 struct memcg_stock_pcp {
2085         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2086         unsigned int nr_pages;
2087         struct obj_stock task_obj;
2088         struct obj_stock irq_obj;
2089
2090         struct work_struct work;
2091         unsigned long flags;
2092 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2093 };
2094 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2095 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2096
2097 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2098 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2099 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2100                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2101
2102 #else
2103 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2104 {
2105 }
2106 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2107                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2108 {
2109         return false;
2110 }
2111 #endif
2112
2113 /*
2114  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2115  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2116  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2117  * task context and interrupt context access respectively.
2118  *
2119  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2120  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2121  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2122  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2123  */
2124 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2125 {
2126         struct memcg_stock_pcp *stock;
2127
2128         if (likely(in_task())) {
2129                 *pflags = 0UL;
2130                 preempt_disable();
2131                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2132                 return &stock->task_obj;
2133         }
2134
2135         local_irq_save(*pflags);
2136         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2137         return &stock->irq_obj;
2138 }
2139
2140 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2141 {
2142         if (likely(in_task()))
2143                 preempt_enable();
2144         else
2145                 local_irq_restore(flags);
2146 }
2147
2148 /**
2149  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2150  * @memcg: memcg to consume from.
2151  * @nr_pages: how many pages to charge.
2152  *
2153  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2154  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2155  * service an allocation will refill the stock.
2156  *
2157  * returns true if successful, false otherwise.
2158  */
2159 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2160 {
2161         struct memcg_stock_pcp *stock;
2162         unsigned long flags;
2163         bool ret = false;
2164
2165         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2166                 return ret;
2167
2168         local_irq_save(flags);
2169
2170         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2171         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2172                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2173                 ret = true;
2174         }
2175
2176         local_irq_restore(flags);
2177
2178         return ret;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2183  */
2184 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2185 {
2186         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2187
2188         if (!old)
2189                 return;
2190
2191         if (stock->nr_pages) {
2192                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2193                 if (do_memsw_account())
2194                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2195                 stock->nr_pages = 0;
2196         }
2197
2198         css_put(&old->css);
2199         stock->cached = NULL;
2200 }
2201
2202 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2203 {
2204         struct memcg_stock_pcp *stock;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         /*
2208          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2209          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2210          */
2211         local_irq_save(flags);
2212
2213         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2214         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2215         if (in_task())
2216                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2217         drain_stock(stock);
2218         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2219
2220         local_irq_restore(flags);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2225  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2226  */
2227 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2228 {
2229         struct memcg_stock_pcp *stock;
2230         unsigned long flags;
2231
2232         local_irq_save(flags);
2233
2234         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2235         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2236                 drain_stock(stock);
2237                 css_get(&memcg->css);
2238                 stock->cached = memcg;
2239         }
2240         stock->nr_pages += nr_pages;
2241
2242         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2243                 drain_stock(stock);
2244
2245         local_irq_restore(flags);
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2250  * of the hierarchy under it.
2251  */
2252 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2253 {
2254         int cpu, curcpu;
2255
2256         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2257         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2258                 return;
2259         /*
2260          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2261          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2262          * as well as workers from this path always operate on the local
2263          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2264          */
2265         curcpu = get_cpu();
2266         for_each_online_cpu(cpu) {
2267                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2268                 struct mem_cgroup *memcg;
2269                 bool flush = false;
2270
2271                 rcu_read_lock();
2272                 memcg = stock->cached;
2273                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2274                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2275                         flush = true;
2276                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2277                         flush = true;
2278                 rcu_read_unlock();
2279
2280                 if (flush &&
2281                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2282                         if (cpu == curcpu)
2283                                 drain_local_stock(&stock->work);
2284                         else
2285                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2286                 }
2287         }
2288         put_cpu();
2289         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2290 }
2291
2292 static void memcg_flush_lruvec_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2293 {
2294         int nid;
2295
2296         for_each_node(nid) {
2297                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
2298                 unsigned long stat[NR_VM_NODE_STAT_ITEMS];
2299                 struct batched_lruvec_stat *lstatc;
2300                 int i;
2301
2302                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stat_cpu, cpu);
2303                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
2304                         stat[i] = lstatc->count[i];
2305                         lstatc->count[i] = 0;
2306                 }
2307
2308                 do {
2309                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
2310                                 atomic_long_add(stat[i], &pn->lruvec_stat[i]);
2311                 } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2312         }
2313 }
2314
2315 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2316 {
2317         struct memcg_stock_pcp *stock;
2318         struct mem_cgroup *memcg;
2319
2320         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2321         drain_stock(stock);
2322
2323         for_each_mem_cgroup(memcg)
2324                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
2325
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2330                                   unsigned int nr_pages,
2331                                   gfp_t gfp_mask)
2332 {
2333         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2334
2335         do {
2336                 unsigned long pflags;
2337
2338                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2339                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2340                         continue;
2341
2342                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2343
2344                 psi_memstall_enter(&pflags);
2345                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2346                                                              gfp_mask, true);
2347                 psi_memstall_leave(&pflags);
2348         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2349                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2350
2351         return nr_reclaimed;
2352 }
2353
2354 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2355 {
2356         struct mem_cgroup *memcg;
2357
2358         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2359         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2364  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2365  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2366  */
2367 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2368
2369 /*
2370  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2371  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2372  * below.
2373  *
2374  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2375  *   overage ratio to a delay.
2376  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2377  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2378  *   to produce a reasonable delay curve.
2379  *
2380  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2381  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2382  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2383  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2384  * example, with a high of 100 megabytes:
2385  *
2386  *  +-------+------------------------+
2387  *  | usage | time to allocate in ms |
2388  *  +-------+------------------------+
2389  *  | 100M  |                      0 |
2390  *  | 101M  |                      6 |
2391  *  | 102M  |                     25 |
2392  *  | 103M  |                     57 |
2393  *  | 104M  |                    102 |
2394  *  | 105M  |                    159 |
2395  *  | 106M  |                    230 |
2396  *  | 107M  |                    313 |
2397  *  | 108M  |                    409 |
2398  *  | 109M  |                    518 |
2399  *  | 110M  |                    639 |
2400  *  | 111M  |                    774 |
2401  *  | 112M  |                    921 |
2402  *  | 113M  |                   1081 |
2403  *  | 114M  |                   1254 |
2404  *  | 115M  |                   1439 |
2405  *  | 116M  |                   1638 |
2406  *  | 117M  |                   1849 |
2407  *  | 118M  |                   2000 |
2408  *  | 119M  |                   2000 |
2409  *  | 120M  |                   2000 |
2410  *  +-------+------------------------+
2411  */
2412  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2413  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2414
2415 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2416 {
2417         u64 overage;
2418
2419         if (usage <= high)
2420                 return 0;
2421
2422         /*
2423          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2424          * it was a threshold of 1 page
2425          */
2426         high = max(high, 1UL);
2427
2428         overage = usage - high;
2429         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2430         return div64_u64(overage, high);
2431 }
2432
2433 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2434 {
2435         u64 overage, max_overage = 0;
2436
2437         do {
2438                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2439                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2440                 max_overage = max(overage, max_overage);
2441         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2442                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2443
2444         return max_overage;
2445 }
2446
2447 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2448 {
2449         u64 overage, max_overage = 0;
2450
2451         do {
2452                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2453                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2454                 if (overage)
2455                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2456                 max_overage = max(overage, max_overage);
2457         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2458                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2459
2460         return max_overage;
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2465  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2466  */
2467 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2468                                           unsigned int nr_pages,
2469                                           u64 max_overage)
2470 {
2471         unsigned long penalty_jiffies;
2472
2473         if (!max_overage)
2474                 return 0;
2475
2476         /*
2477          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2478          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2479          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2480          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2481          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2482          * overage amount.
2483          */
2484         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2485         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2486         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2487
2488         /*
2489          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2490          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2491          * 4N-sized allocation.
2492          *
2493          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2494          * larger the current charge patch is than that.
2495          */
2496         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2501  * and reclaims memory over the high limit.
2502  */
2503 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2504 {
2505         unsigned long penalty_jiffies;
2506         unsigned long pflags;
2507         unsigned long nr_reclaimed;
2508         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2509         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2510         struct mem_cgroup *memcg;
2511         bool in_retry = false;
2512
2513         if (likely(!nr_pages))
2514                 return;
2515
2516         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2517         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2518
2519 retry_reclaim:
2520         /*
2521          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2522          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2523          * or breaching resource isolation.
2524          *
2525          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2526          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2527          * allocator run every time an allocation is made.
2528          */
2529         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2530                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2531                                     GFP_KERNEL);
2532
2533         /*
2534          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2535          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2536          */
2537         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2538                                                mem_find_max_overage(memcg));
2539
2540         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2541                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2542
2543         /*
2544          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2545          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2546          * extremely slowly.
2547          */
2548         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2549
2550         /*
2551          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2552          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2553          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2554          * been aggressively reclaimed enough yet.
2555          */
2556         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2557                 goto out;
2558
2559         /*
2560          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2561          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2562          * throttling.
2563          */
2564         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2565                 in_retry = true;
2566                 goto retry_reclaim;
2567         }
2568
2569         /*
2570          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2571          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2572          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2573          */
2574         psi_memstall_enter(&pflags);
2575         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2576         psi_memstall_leave(&pflags);
2577
2578 out:
2579         css_put(&memcg->css);
2580 }
2581
2582 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2583                         unsigned int nr_pages)
2584 {
2585         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2586         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2587         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2588         struct page_counter *counter;
2589         enum oom_status oom_status;
2590         unsigned long nr_reclaimed;
2591         bool may_swap = true;
2592         bool drained = false;
2593         unsigned long pflags;
2594
2595 retry:
2596         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2597                 return 0;
2598
2599         if (!do_memsw_account() ||
2600             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2601                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2602                         goto done_restock;
2603                 if (do_memsw_account())
2604                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2606         } else {
2607                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2608                 may_swap = false;
2609         }
2610
2611         if (batch > nr_pages) {
2612                 batch = nr_pages;
2613                 goto retry;
2614         }
2615
2616         /*
2617          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2618          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2619          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2620          * and let these go through as privileged allocations.
2621          */
2622         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2623                 goto force;
2624
2625         /*
2626          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2627          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2628          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2629          * free their memory.
2630          */
2631         if (unlikely(should_force_charge()))
2632                 goto force;
2633
2634         /*
2635          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2636          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2637          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2638          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2639          */
2640         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2641                 goto force;
2642
2643         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2644                 goto nomem;
2645
2646         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2647                 goto nomem;
2648
2649         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2650
2651         psi_memstall_enter(&pflags);
2652         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2653                                                     gfp_mask, may_swap);
2654         psi_memstall_leave(&pflags);
2655
2656         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2657                 goto retry;
2658
2659         if (!drained) {
2660                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2661                 drained = true;
2662                 goto retry;
2663         }
2664
2665         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2666                 goto nomem;
2667         /*
2668          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2669          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2670          * before killing the task.
2671          *
2672          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2673          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2674          * to regular pages anyway in case of failure.
2675          */
2676         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2677                 goto retry;
2678         /*
2679          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2680          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2681          */
2682         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2683                 goto retry;
2684
2685         if (nr_retries--)
2686                 goto retry;
2687
2688         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2689                 goto nomem;
2690
2691         if (fatal_signal_pending(current))
2692                 goto force;
2693
2694         /*
2695          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2696          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2697          * couldn't make any progress.
2698          */
2699         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2700                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2701         switch (oom_status) {
2702         case OOM_SUCCESS:
2703                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2704                 goto retry;
2705         case OOM_FAILED:
2706                 goto force;
2707         default:
2708                 goto nomem;
2709         }
2710 nomem:
2711         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2712                 return -ENOMEM;
2713 force:
2714         /*
2715          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2716          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2717          * temporarily by force charging it.
2718          */
2719         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2720         if (do_memsw_account())
2721                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2722
2723         return 0;
2724
2725 done_restock:
2726         if (batch > nr_pages)
2727                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2728
2729         /*
2730          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2731          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2732          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2733          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2734          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2735          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2736          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2737          */
2738         do {
2739                 bool mem_high, swap_high;
2740
2741                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2742                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2743                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2744                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2745
2746                 /* Don't bother a random interrupted task */
2747                 if (in_interrupt()) {
2748                         if (mem_high) {
2749                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2750                                 break;
2751                         }
2752                         continue;
2753                 }
2754
2755                 if (mem_high || swap_high) {
2756                         /*
2757                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2758                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2759                          * of the memory or swap footprints.
2760                          *
2761                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2762                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2763                          * based on how much each task is actually allocating.
2764                          */
2765                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2766                         set_notify_resume(current);
2767                         break;
2768                 }
2769         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2770
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2775                              unsigned int nr_pages)
2776 {
2777         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2778                 return 0;
2779
2780         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2781 }
2782
2783 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2784 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2785 {
2786         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2787                 return;
2788
2789         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2790         if (do_memsw_account())
2791                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2792 }
2793 #endif
2794
2795 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2796 {
2797         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2798         /*
2799          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2800          *
2801          * - the page lock
2802          * - LRU isolation
2803          * - lock_page_memcg()
2804          * - exclusive reference
2805          */
2806         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2807 }
2808
2809 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2810 {
2811         struct mem_cgroup *memcg;
2812
2813         rcu_read_lock();
2814 retry:
2815         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2816         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2817                 goto retry;
2818         rcu_read_unlock();
2819
2820         return memcg;
2821 }
2822
2823 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2824 /*
2825  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2826  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2827  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2828  */
2829 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2830
2831 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2832                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2833 {
2834         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2835         unsigned long memcg_data;
2836         void *vec;
2837
2838         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2839         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2840                            page_to_nid(page));
2841         if (!vec)
2842                 return -ENOMEM;
2843
2844         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2845         if (new_page) {
2846                 /*
2847                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2848                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2849                  * memcg_data can be simply assigned.
2850                  */
2851                 page->memcg_data = memcg_data;
2852         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2853                 /*
2854                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2855                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2856                  * objcg vector should be reused.
2857                  */
2858                 kfree(vec);
2859                 return 0;
2860         }
2861
2862         kmemleak_not_leak(vec);
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2868  *
2869  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2870  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2871  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2872  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2873  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2874  *
2875  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2876  * cgroup_mutex, etc.
2877  */
2878 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2879 {
2880         struct page *page;
2881
2882         if (mem_cgroup_disabled())
2883                 return NULL;
2884
2885         page = virt_to_head_page(p);
2886
2887         /*
2888          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2889          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2890          * the page->obj_cgroups.
2891          */
2892         if (page_objcgs_check(page)) {
2893                 struct obj_cgroup *objcg;
2894                 unsigned int off;
2895
2896                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2897                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2898                 if (objcg)
2899                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2900
2901                 return NULL;
2902         }
2903
2904         /*
2905          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2906          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2907          * at that moment, but it can be set concurrently.
2908          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2909          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2910          */
2911         return page_memcg_check(page);
2912 }
2913
2914 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2915 {
2916         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2917         struct mem_cgroup *memcg;
2918
2919         if (memcg_kmem_bypass())
2920                 return NULL;
2921
2922         rcu_read_lock();
2923         if (unlikely(active_memcg()))
2924                 memcg = active_memcg();
2925         else
2926                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2927
2928         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2929                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2930                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2931                         break;
2932                 objcg = NULL;
2933         }
2934         rcu_read_unlock();
2935
2936         return objcg;
2937 }
2938
2939 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2940 {
2941         int id, size;
2942         int err;
2943
2944         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2945                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2946         if (id < 0)
2947                 return id;
2948
2949         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2950                 return id;
2951
2952         /*
2953          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2954          * so we have to grow them.
2955          */
2956         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2957
2958         size = 2 * (id + 1);
2959         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2960                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2961         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2962                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2963
2964         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2965         if (!err)
2966                 memcg_nr_cache_ids = size;
2967
2968         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2969
2970         if (err) {
2971                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2972                 return err;
2973         }
2974         return id;
2975 }
2976
2977 static void memcg_free_cache_id(int id)
2978 {
2979         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2980 }
2981
2982 /*
2983  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2984  * @objcg: object cgroup to uncharge
2985  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2986  */
2987 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2988                                       unsigned int nr_pages)
2989 {
2990         struct mem_cgroup *memcg;
2991
2992         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2993
2994         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2995                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2996         refill_stock(memcg, nr_pages);
2997
2998         css_put(&memcg->css);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3003  * @objcg: object cgroup to charge
3004  * @gfp: reclaim mode
3005  * @nr_pages: number of pages to charge
3006  *
3007  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3008  */
3009 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3010                                    unsigned int nr_pages)
3011 {
3012         struct page_counter *counter;
3013         struct mem_cgroup *memcg;
3014         int ret;
3015
3016         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3017
3018         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3019         if (ret)
3020                 goto out;
3021
3022         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3023             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3024
3025                 /*
3026                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3027                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3028                  * handling code.
3029                  */
3030                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3031                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3032                         goto out;
3033                 }
3034                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3035                 ret = -ENOMEM;
3036         }
3037 out:
3038         css_put(&memcg->css);
3039
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3045  * @page: page to charge
3046  * @gfp: reclaim mode
3047  * @order: allocation order
3048  *
3049  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3050  */
3051 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3052 {
3053         struct obj_cgroup *objcg;
3054         int ret = 0;
3055
3056         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3057         if (objcg) {
3058                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3059                 if (!ret) {
3060                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3061                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3062                         return 0;
3063                 }
3064                 obj_cgroup_put(objcg);
3065         }
3066         return ret;
3067 }
3068
3069 /**
3070  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3071  * @page: page to uncharge
3072  * @order: allocation order
3073  */
3074 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3075 {
3076         struct obj_cgroup *objcg;
3077         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3078
3079         if (!PageMemcgKmem(page))
3080                 return;
3081
3082         objcg = __page_objcg(page);
3083         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3084         page->memcg_data = 0;
3085         obj_cgroup_put(objcg);
3086 }
3087
3088 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3089                      enum node_stat_item idx, int nr)
3090 {
3091         unsigned long flags;
3092         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3093         int *bytes;
3094
3095         /*
3096          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3097          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3098          * changes.
3099          */
3100         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3101                 drain_obj_stock(stock);
3102                 obj_cgroup_get(objcg);
3103                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3104                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3105                 stock->cached_objcg = objcg;
3106                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3107         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3108                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3109                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3110                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3111                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3112                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3113                 }
3114                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3115                         mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3116                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3117                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3118                 }
3119                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3120         }
3121
3122         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3123                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3124         /*
3125          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3126          * cached locally at least once before pushing it out.
3127          */
3128         if (!*bytes) {
3129                 *bytes = nr;
3130                 nr = 0;
3131         } else {
3132                 *bytes += nr;
3133                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3134                         nr = *bytes;
3135                         *bytes = 0;
3136                 } else {
3137                         nr = 0;
3138                 }
3139         }
3140         if (nr)
3141                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3142
3143         put_obj_stock(flags);
3144 }
3145
3146 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3147 {
3148         unsigned long flags;
3149         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3150         bool ret = false;
3151
3152         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3153                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3154                 ret = true;
3155         }
3156
3157         put_obj_stock(flags);
3158
3159         return ret;
3160 }
3161
3162 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3163 {
3164         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3165
3166         if (!old)
3167                 return;
3168
3169         if (stock->nr_bytes) {
3170                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3171                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3172
3173                 if (nr_pages)
3174                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3175
3176                 /*
3177                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3178                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3179                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3180                  * refill_obj_stock().
3181                  *
3182                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3183                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3184                  * so it might be changed in the future.
3185                  */
3186                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3187                 stock->nr_bytes = 0;
3188         }
3189
3190         /*
3191          * Flush the vmstat data in current stock
3192          */
3193         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3194                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3195                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3196                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3197                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3198                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3199                 }
3200                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3201                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3202                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3203                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3204                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3205                 }
3206                 stock->cached_pgdat = NULL;
3207         }
3208
3209         obj_cgroup_put(old);
3210         stock->cached_objcg = NULL;
3211 }
3212
3213 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3214                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3215 {
3216         struct mem_cgroup *memcg;
3217
3218         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3219                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3220                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3221                         return true;
3222         }
3223         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3224                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3225                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3226                         return true;
3227         }
3228
3229         return false;
3230 }
3231
3232 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3233                              bool allow_uncharge)
3234 {
3235         unsigned long flags;
3236         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3237         unsigned int nr_pages = 0;
3238
3239         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3240                 drain_obj_stock(stock);
3241                 obj_cgroup_get(objcg);
3242                 stock->cached_objcg = objcg;
3243                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3244                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3245                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3246         }
3247         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3248
3249         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3250                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3251                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3252         }
3253
3254         put_obj_stock(flags);
3255
3256         if (nr_pages)
3257                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3258 }
3259
3260 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3261 {
3262         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3263         int ret;
3264
3265         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3266                 return 0;
3267
3268         /*
3269          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3270          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3271          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3272          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3273          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3274          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3275          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3276          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3277          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3278          *
3279          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3280          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3281          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3282          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3283          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3284          * page uncharge right after a page charge, we set the
3285          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3286          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3287          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3288          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3289          * race.
3290          */
3291         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3292         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3293
3294         if (nr_bytes)
3295                 nr_pages += 1;
3296
3297         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3298         if (!ret && nr_bytes)
3299                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3300
3301         return ret;
3302 }
3303
3304 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3305 {
3306         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3307 }
3308
3309 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3310
3311 /*
3312  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3313  */
3314 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3315 {
3316         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3317         int i;
3318
3319         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3320                 return;
3321
3322         for (i = 1; i < nr; i++)
3323                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3324
3325         if (PageMemcgKmem(head))
3326                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3327         else
3328                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3329 }
3330
3331 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3332 /**
3333  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3334  * @entry: swap entry to be moved
3335  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3336  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3337  *
3338  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3339  * as the mem_cgroup's id of @from.
3340  *
3341  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3342  *
3343  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3344  * both res and memsw, and called css_get().
3345  */
3346 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3347                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3348 {
3349         unsigned short old_id, new_id;
3350
3351         old_id = mem_cgroup_id(from);
3352         new_id = mem_cgroup_id(to);
3353
3354         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3355                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3356                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3357                 return 0;
3358         }
3359         return -EINVAL;
3360 }
3361 #else
3362 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3363                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3364 {
3365         return -EINVAL;
3366 }
3367 #endif
3368
3369 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3370
3371 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3372                                  unsigned long max, bool memsw)
3373 {
3374         bool enlarge = false;
3375         bool drained = false;
3376         int ret;
3377         bool limits_invariant;
3378         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3379
3380         do {
3381                 if (signal_pending(current)) {
3382                         ret = -EINTR;
3383                         break;
3384                 }
3385
3386                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3387                 /*
3388                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3389                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3390                  */
3391                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3392                                            max <= memcg->memsw.max;
3393                 if (!limits_invariant) {
3394                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3395                         ret = -EINVAL;
3396                         break;
3397                 }
3398                 if (max > counter->max)
3399                         enlarge = true;
3400                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3401                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3402
3403                 if (!ret)
3404                         break;
3405
3406                 if (!drained) {
3407                         drain_all_stock(memcg);
3408                         drained = true;
3409                         continue;
3410                 }
3411
3412                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3413                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3414                         ret = -EBUSY;
3415                         break;
3416                 }
3417         } while (true);
3418
3419         if (!ret && enlarge)
3420                 memcg_oom_recover(memcg);
3421
3422         return ret;
3423 }
3424
3425 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3426                                             gfp_t gfp_mask,
3427                                             unsigned long *total_scanned)
3428 {
3429         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3430         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3431         unsigned long reclaimed;
3432         int loop = 0;
3433         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3434         unsigned long excess;
3435         unsigned long nr_scanned;
3436
3437         if (order > 0)
3438                 return 0;
3439
3440         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3441
3442         /*
3443          * Do not even bother to check the largest node if the root
3444          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3445          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3446          */
3447         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3448                 return 0;
3449
3450         /*
3451          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3452          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3453          * pressure
3454          */
3455         do {
3456                 if (next_mz)
3457                         mz = next_mz;
3458                 else
3459                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3460                 if (!mz)
3461                         break;
3462
3463                 nr_scanned = 0;
3464                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3465                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3466                 nr_reclaimed += reclaimed;
3467                 *total_scanned += nr_scanned;
3468                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3469                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3470
3471                 /*
3472                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3473                  * it is time to move on to the next cgroup
3474                  */
3475                 next_mz = NULL;
3476                 if (!reclaimed)
3477                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3478
3479                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3480                 /*
3481                  * One school of thought says that we should not add
3482                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3483                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3484                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3485                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3486                  * term TODO.
3487                  */
3488                 /* If excess == 0, no tree ops */
3489                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3490                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3491                 css_put(&mz->memcg->css);
3492                 loop++;
3493                 /*
3494                  * Could not reclaim anything and there are no more
3495                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3496                  * reclaiming anything.
3497                  */
3498                 if (!nr_reclaimed &&
3499                         (next_mz == NULL ||
3500                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3501                         break;
3502         } while (!nr_reclaimed);
3503         if (next_mz)
3504                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3505         return nr_reclaimed;
3506 }
3507
3508 /*
3509  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3510  *
3511  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3512  */
3513 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3514 {
3515         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3516
3517         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3518         lru_add_drain_all();
3519
3520         drain_all_stock(memcg);
3521
3522         /* try to free all pages in this cgroup */
3523         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3524                 int progress;
3525
3526                 if (signal_pending(current))
3527                         return -EINTR;
3528
3529                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3530                                                         GFP_KERNEL, true);
3531                 if (!progress) {
3532                         nr_retries--;
3533                         /* maybe some writeback is necessary */
3534                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3535                 }
3536
3537         }
3538
3539         return 0;
3540 }
3541
3542 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3543                                             char *buf, size_t nbytes,
3544                                             loff_t off)
3545 {
3546         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3547
3548         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3549                 return -EINVAL;
3550         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3551 }
3552
3553 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3554                                      struct cftype *cft)
3555 {
3556         return 1;
3557 }
3558
3559 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3560                                       struct cftype *cft, u64 val)
3561 {
3562         if (val == 1)
3563                 return 0;
3564
3565         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3566                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3567                      "depend on this functionality.\n");
3568
3569         return -EINVAL;
3570 }
3571
3572 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3573 {
3574         unsigned long val;
3575
3576         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3577                 /* mem_cgroup_threshold() calls here from irqsafe context */
3578                 cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
3579                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3580                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3581                 if (swap)
3582                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3583         } else {
3584                 if (!swap)
3585                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3586                 else
3587                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3588         }
3589         return val;
3590 }
3591
3592 enum {
3593         RES_USAGE,
3594         RES_LIMIT,
3595         RES_MAX_USAGE,
3596         RES_FAILCNT,
3597         RES_SOFT_LIMIT,
3598 };
3599
3600 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3601                                struct cftype *cft)
3602 {
3603         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3604         struct page_counter *counter;
3605
3606         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3607         case _MEM:
3608                 counter = &memcg->memory;
3609                 break;
3610         case _MEMSWAP:
3611                 counter = &memcg->memsw;
3612                 break;
3613         case _KMEM:
3614                 counter = &memcg->kmem;
3615                 break;
3616         case _TCP:
3617                 counter = &memcg->tcpmem;
3618                 break;
3619         default:
3620                 BUG();
3621         }
3622
3623         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3624         case RES_USAGE:
3625                 if (counter == &memcg->memory)
3626                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3627                 if (counter == &memcg->memsw)
3628                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3629                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3630         case RES_LIMIT:
3631                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3632         case RES_MAX_USAGE:
3633                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3634         case RES_FAILCNT:
3635                 return counter->failcnt;
3636         case RES_SOFT_LIMIT:
3637                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3638         default:
3639                 BUG();
3640         }
3641 }
3642
3643 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3644 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3645 {
3646         struct obj_cgroup *objcg;
3647         int memcg_id;
3648
3649         if (cgroup_memory_nokmem)
3650                 return 0;
3651
3652         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3653         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3654
3655         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3656         if (memcg_id < 0)
3657                 return memcg_id;
3658
3659         objcg = obj_cgroup_alloc();
3660         if (!objcg) {
3661                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3662                 return -ENOMEM;
3663         }
3664         objcg->memcg = memcg;
3665         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3666
3667         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3668
3669         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3670         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3671
3672         return 0;
3673 }
3674
3675 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677         struct cgroup_subsys_state *css;
3678         struct mem_cgroup *parent, *child;
3679         int kmemcg_id;
3680
3681         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3682                 return;
3683
3684         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3685
3686         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3687         if (!parent)
3688                 parent = root_mem_cgroup;
3689
3690         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3691
3692         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3693         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3694
3695         /*
3696          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3697          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3698          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3699          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3700          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3701          * memcg_drain_all_list_lrus().
3702          */
3703         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3704         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3705                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3706                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3707                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3708         }
3709         rcu_read_unlock();
3710
3711         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3712
3713         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3714 }
3715
3716 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3717 {
3718         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3719         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3720                 memcg_offline_kmem(memcg);
3721 }
3722 #else
3723 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3724 {
3725         return 0;
3726 }
3727 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729 }
3730 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3731 {
3732 }
3733 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3734
3735 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3736                                  unsigned long max)
3737 {
3738         int ret;
3739
3740         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3741         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3742         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3743         return ret;
3744 }
3745
3746 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3747 {
3748         int ret;
3749
3750         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3751
3752         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3753         if (ret)
3754                 goto out;
3755
3756         if (!memcg->tcpmem_active) {
3757                 /*
3758                  * The active flag needs to be written after the static_key
3759                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3760                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3761                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3762                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3763                  *
3764                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3765                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3766                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3767                  * yet, we'll lose accounting.
3768                  *
3769                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3770                  * because when this value change, the code to process it is not
3771                  * patched in yet.
3772                  */
3773                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3774                 memcg->tcpmem_active = true;
3775         }
3776 out:
3777         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3778         return ret;
3779 }
3780
3781 /*
3782  * The user of this function is...
3783  * RES_LIMIT.
3784  */
3785 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3786                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3787 {
3788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3789         unsigned long nr_pages;
3790         int ret;
3791
3792         buf = strstrip(buf);
3793         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3794         if (ret)
3795                 return ret;
3796
3797         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3798         case RES_LIMIT:
3799                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3800                         ret = -EINVAL;
3801                         break;
3802                 }
3803                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3804                 case _MEM:
3805                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3806                         break;
3807                 case _MEMSWAP:
3808                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3809                         break;
3810                 case _KMEM:
3811                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3812                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3813                                      "depend on this functionality.\n");
3814                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3815                         break;
3816                 case _TCP:
3817                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3818                         break;
3819                 }
3820                 break;
3821         case RES_SOFT_LIMIT:
3822                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3823                 ret = 0;
3824                 break;
3825         }
3826         return ret ?: nbytes;
3827 }
3828
3829 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3830                                 size_t nbytes, loff_t off)
3831 {
3832         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3833         struct page_counter *counter;
3834
3835         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3836         case _MEM:
3837                 counter = &memcg->memory;
3838                 break;
3839         case _MEMSWAP:
3840                 counter = &memcg->memsw;
3841                 break;
3842         case _KMEM:
3843                 counter = &memcg->kmem;
3844                 break;
3845         case _TCP:
3846                 counter = &memcg->tcpmem;
3847                 break;
3848         default:
3849                 BUG();
3850         }
3851
3852         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3853         case RES_MAX_USAGE:
3854                 page_counter_reset_watermark(counter);
3855                 break;
3856         case RES_FAILCNT:
3857                 counter->failcnt = 0;
3858                 break;
3859         default:
3860                 BUG();
3861         }
3862
3863         return nbytes;
3864 }
3865
3866 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3867                                         struct cftype *cft)
3868 {
3869         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3870 }
3871
3872 #ifdef CONFIG_MMU
3873 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3874                                         struct cftype *cft, u64 val)
3875 {
3876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3877
3878         if (val & ~MOVE_MASK)
3879                 return -EINVAL;
3880
3881         /*
3882          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3883          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3884          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3885          * affect task migrations starting after the change.
3886          */
3887         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3888         return 0;
3889 }
3890 #else
3891 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3892                                         struct cftype *cft, u64 val)
3893 {
3894         return -ENOSYS;
3895 }
3896 #endif
3897
3898 #ifdef CONFIG_NUMA
3899
3900 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3901 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3902 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3903
3904 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3905                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3906 {
3907         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3908         unsigned long nr = 0;
3909         enum lru_list lru;
3910
3911         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3912
3913         for_each_lru(lru) {
3914                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3915                         continue;
3916                 if (tree)
3917                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3918                 else
3919                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3920         }
3921         return nr;
3922 }
3923
3924 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3925                                              unsigned int lru_mask,
3926                                              bool tree)
3927 {
3928         unsigned long nr = 0;
3929         enum lru_list lru;
3930
3931         for_each_lru(lru) {
3932                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3933                         continue;
3934                 if (tree)
3935                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3936                 else
3937                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3938         }
3939         return nr;
3940 }
3941
3942 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3943 {
3944         struct numa_stat {
3945                 const char *name;
3946                 unsigned int lru_mask;
3947         };
3948
3949         static const struct numa_stat stats[] = {
3950                 { "total", LRU_ALL },
3951                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3952                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3953                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3954         };
3955         const struct numa_stat *stat;
3956         int nid;
3957         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3958
3959         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
3960
3961         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3962                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3963                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3964                                                    false));
3965                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3966                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3967                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3968                                                         stat->lru_mask, false));
3969                 seq_putc(m, '\n');
3970         }
3971
3972         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3973
3974                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3975                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3976                                                    true));
3977                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3978                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3979                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3980                                                         stat->lru_mask, true));
3981                 seq_putc(m, '\n');
3982         }
3983
3984         return 0;
3985 }
3986 #endif /* CONFIG_NUMA */
3987
3988 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3989         NR_FILE_PAGES,
3990         NR_ANON_MAPPED,
3991 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3992         NR_ANON_THPS,
3993 #endif
3994         NR_SHMEM,
3995         NR_FILE_MAPPED,
3996         NR_FILE_DIRTY,
3997         NR_WRITEBACK,
3998         MEMCG_SWAP,
3999 };
4000
4001 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4002         "cache",
4003         "rss",
4004 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4005         "rss_huge",
4006 #endif
4007         "shmem",
4008         "mapped_file",
4009         "dirty",
4010         "writeback",
4011         "swap",
4012 };
4013
4014 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4015 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4016         PGPGIN,
4017         PGPGOUT,
4018         PGFAULT,
4019         PGMAJFAULT,
4020 };
4021
4022 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4023 {
4024         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4025         unsigned long memory, memsw;
4026         struct mem_cgroup *mi;
4027         unsigned int i;
4028
4029         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4030
4031         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
4032
4033         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4034                 unsigned long nr;
4035
4036                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4037                         continue;
4038                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4039                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4040         }
4041
4042         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4043                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4044                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4045
4046         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4047                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4048                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4049                            PAGE_SIZE);
4050
4051         /* Hierarchical information */
4052         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4053         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4054                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4055                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4056         }
4057         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4058                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4059         if (do_memsw_account())
4060                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4061                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4062
4063         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4064                 unsigned long nr;
4065
4066                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4067                         continue;
4068                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4069                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4070                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4071         }
4072
4073         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4074                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4075                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4076                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4077
4078         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4079                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4080                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4081                            PAGE_SIZE);
4082
4083 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4084         {
4085                 pg_data_t *pgdat;
4086                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4087                 unsigned long anon_cost = 0;
4088                 unsigned long file_cost = 0;
4089
4090                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4091                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4092
4093                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4094                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4095                 }
4096                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4097                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4098         }
4099 #endif
4100
4101         return 0;
4102 }
4103
4104 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4105                                       struct cftype *cft)
4106 {
4107         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4108
4109         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4110 }
4111
4112 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4113                                        struct cftype *cft, u64 val)
4114 {
4115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4116
4117         if (val > 100)
4118                 return -EINVAL;
4119
4120         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4121                 memcg->swappiness = val;
4122         else
4123                 vm_swappiness = val;
4124
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4129 {
4130         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4131         unsigned long usage;
4132         int i;
4133
4134         rcu_read_lock();
4135         if (!swap)
4136                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4137         else
4138                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4139
4140         if (!t)
4141                 goto unlock;
4142
4143         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4144
4145         /*
4146          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4147          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4148          * call of __mem_cgroup_threshold().
4149          */
4150         i = t->current_threshold;
4151
4152         /*
4153          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4154          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4155          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4156          * only one element of the array here.
4157          */
4158         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4159                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4160
4161         /* i = current_threshold + 1 */
4162         i++;
4163
4164         /*
4165          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4166          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4167          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4168          * only one element of the array here.
4169          */
4170         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4171                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4172
4173         /* Update current_threshold */
4174         t->current_threshold = i - 1;
4175 unlock:
4176         rcu_read_unlock();
4177 }
4178
4179 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4180 {
4181         while (memcg) {
4182                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4183                 if (do_memsw_account())
4184                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4185
4186                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4187         }
4188 }
4189
4190 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4191 {
4192         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4193         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4194
4195         if (_a->threshold > _b->threshold)
4196                 return 1;
4197
4198         if (_a->threshold < _b->threshold)
4199                 return -1;
4200
4201         return 0;
4202 }
4203
4204 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4205 {
4206         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4207
4208         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4209
4210         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4211                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4212
4213         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4214         return 0;
4215 }
4216
4217 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4218 {
4219         struct mem_cgroup *iter;
4220
4221         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4222                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4223 }
4224
4225 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4226         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4227 {
4228         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4229         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4230         unsigned long threshold;
4231         unsigned long usage;
4232         int i, size, ret;
4233
4234         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4235         if (ret)
4236                 return ret;
4237
4238         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4239
4240         if (type == _MEM) {
4241                 thresholds = &memcg->thresholds;
4242                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4243         } else if (type == _MEMSWAP) {
4244                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4245                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4246         } else
4247                 BUG();
4248
4249         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4250         if (thresholds->primary)
4251                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4252
4253         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4254
4255         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4256         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4257         if (!new) {
4258                 ret = -ENOMEM;
4259                 goto unlock;
4260         }
4261         new->size = size;
4262
4263         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4264         if (thresholds->primary)
4265                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4266                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4267
4268         /* Add new threshold */
4269         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4270         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4271
4272         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4273         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4274                         compare_thresholds, NULL);
4275
4276         /* Find current threshold */
4277         new->current_threshold = -1;
4278         for (i = 0; i < size; i++) {
4279                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4280                         /*
4281                          * new->current_threshold will not be used until
4282                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4283                          * it here.
4284                          */
4285                         ++new->current_threshold;
4286                 } else
4287                         break;
4288         }
4289
4290         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4291         kfree(thresholds->spare);
4292         thresholds->spare = thresholds->primary;
4293
4294         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4295
4296         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4297         synchronize_rcu();
4298
4299 unlock:
4300         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4301
4302         return ret;
4303 }
4304
4305 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4306         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4307 {
4308         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4309 }
4310
4311 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4312         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4313 {
4314         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4315 }
4316
4317 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4318         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4319 {
4320         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4321         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4322         unsigned long usage;
4323         int i, j, size, entries;
4324
4325         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4326
4327         if (type == _MEM) {
4328                 thresholds = &memcg->thresholds;
4329                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4330         } else if (type == _MEMSWAP) {
4331                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4332                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4333         } else
4334                 BUG();
4335
4336         if (!thresholds->primary)
4337                 goto unlock;
4338
4339         /* Check if a threshold crossed before removing */
4340         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4341
4342         /* Calculate new number of threshold */
4343         size = entries = 0;
4344         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4345                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4346                         size++;
4347                 else
4348                         entries++;
4349         }
4350
4351         new = thresholds->spare;
4352
4353         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4354         if (!entries)
4355                 goto unlock;
4356
4357         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4358         if (!size) {
4359                 kfree(new);
4360                 new = NULL;
4361                 goto swap_buffers;
4362         }
4363
4364         new->size = size;
4365
4366         /* Copy thresholds and find current threshold */
4367         new->current_threshold = -1;
4368         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4369                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4370                         continue;
4371
4372                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4373                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4374                         /*
4375                          * new->current_threshold will not be used
4376                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4377                          * it here.
4378                          */
4379                         ++new->current_threshold;
4380                 }
4381                 j++;
4382         }
4383
4384 swap_buffers:
4385         /* Swap primary and spare array */
4386         thresholds->spare = thresholds->primary;
4387
4388         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4389
4390         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4391         synchronize_rcu();
4392
4393         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4394         if (!new) {
4395                 kfree(thresholds->spare);
4396                 thresholds->spare = NULL;
4397         }
4398 unlock:
4399         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4400 }
4401
4402 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4403         struct eventfd_ctx *eventfd)
4404 {
4405         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4406 }
4407
4408 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4409         struct eventfd_ctx *eventfd)
4410 {
4411         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4412 }
4413
4414 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4415         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4416 {
4417         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4418
4419         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4420         if (!event)
4421                 return -ENOMEM;
4422
4423         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4424
4425         event->eventfd = eventfd;
4426         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4427
4428         /* already in OOM ? */
4429         if (memcg->under_oom)
4430                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4431         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4432
4433         return 0;
4434 }
4435
4436 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4437         struct eventfd_ctx *eventfd)
4438 {
4439         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4440
4441         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4442
4443         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4444                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4445                         list_del(&ev->list);
4446                         kfree(ev);
4447                 }
4448         }
4449
4450         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4451 }
4452
4453 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4456
4457         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4458         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4459         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4460                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4461         return 0;
4462 }
4463
4464 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4465         struct cftype *cft, u64 val)
4466 {
4467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4468
4469         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4470         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4471                 return -EINVAL;
4472
4473         memcg->oom_kill_disable = val;
4474         if (!val)
4475                 memcg_oom_recover(memcg);
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4481
4482 #include <trace/events/writeback.h>
4483
4484 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4485 {
4486         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4487 }
4488
4489 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4490 {
4491         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4492 }
4493
4494 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4495 {
4496         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4497 }
4498
4499 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4500 {
4501         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4502
4503         if (!memcg->css.parent)
4504                 return NULL;
4505
4506         return &memcg->cgwb_domain;
4507 }
4508
4509 /**
4510  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4511  * @wb: bdi_writeback in question
4512  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4513  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4514  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4515  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4516  *
4517  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4518  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4519  * is a bit more involved.
4520  *
4521  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4522  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4523  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4524  * available memory in the system.  The caller should further cap
4525  * *@pheadroom accordingly.
4526  */
4527 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4528                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4529                          unsigned long *pwriteback)
4530 {
4531         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4532         struct mem_cgroup *parent;
4533
4534         cgroup_rstat_flush_irqsafe(memcg->css.cgroup);
4535
4536         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4537         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4538         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4539                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4540
4541         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4542         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4543                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4544                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4545                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4546
4547                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4548                 memcg = parent;
4549         }
4550 }
4551
4552 /*
4553  * Foreign dirty flushing
4554  *
4555  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4556  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4557  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4558  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4559  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4560  * different cgroups isn't a common use-case.
4561  *
4562  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4563  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4564  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4565  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4566  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4567  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4568  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4569  * make writeback of the dirty pages happen.
4570  *
4571  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4572  * severely throttled after making some progress after each
4573  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4574  * completely idle.
4575  *
4576  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4577  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4578  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4579  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4580  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4581  *
4582  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4583  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4584  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4585  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4586  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4587  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4588  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4589  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4590  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4591  *
4592  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4593  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4594  * records are lockless and racy.
4595  */
4596 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4597                                              struct bdi_writeback *wb)
4598 {
4599         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4600         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4601         u64 now = get_jiffies_64();
4602         u64 oldest_at = now;
4603         int oldest = -1;
4604         int i;
4605
4606         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4607
4608         /*
4609          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4610          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4611          * written out.
4612          */
4613         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4614                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4615                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4616                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4617                         break;
4618                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4619                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4620                         oldest = i;
4621                         oldest_at = frn->at;
4622                 }
4623         }
4624
4625         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4626                 /*
4627                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4628                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4629                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4630                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4631                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4632                  */
4633                 unsigned long update_intv =
4634                         min_t(unsigned long, HZ,
4635                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4636
4637                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4638                         frn->at = now;
4639         } else if (oldest >= 0) {
4640                 /* replace the oldest free one */
4641                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4642                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4643                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4644                 frn->at = now;
4645         }
4646 }
4647
4648 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4649 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4650 {
4651         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4652         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4653         u64 now = jiffies_64;
4654         int i;
4655
4656         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4657                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4658
4659                 /*
4660                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4661                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4662                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4663                  * already one in flight.
4664                  */
4665                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4666                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4667                         frn->at = 0;
4668                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4669                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4670                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4671                                                &frn->done);
4672                 }
4673         }
4674 }
4675
4676 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4677
4678 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4679 {
4680         return 0;
4681 }
4682
4683 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4684 {
4685 }
4686
4687 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4688 {
4689 }
4690
4691 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4692
4693 /*
4694  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4695  *
4696  * "cgroup.event_control" implementation.
4697  *
4698  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4699  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4700  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4701  *
4702  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4703  * possible.
4704  */
4705
4706 /*
4707  * Unregister event and free resources.
4708  *
4709  * Gets called from workqueue.
4710  */
4711 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4712 {
4713         struct mem_cgroup_event *event =
4714                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4715         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4716
4717         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4718
4719         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4720
4721         /* Notify userspace the event is going away. */
4722         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4723
4724         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4725         kfree(event);
4726         css_put(&memcg->css);
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4731  *
4732  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4733  */
4734 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4735                             int sync, void *key)
4736 {
4737         struct mem_cgroup_event *event =
4738                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4739         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4740         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4741
4742         if (flags & EPOLLHUP) {
4743                 /*
4744                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4745                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4746                  * for us.
4747                  *
4748                  * We can't race against event freeing since the other
4749                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4750                  * which we hold.
4751                  */
4752                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4753                 if (!list_empty(&event->list)) {
4754                         list_del_init(&event->list);
4755                         /*
4756                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4757                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4758                          */
4759                         schedule_work(&event->remove);
4760                 }
4761                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4762         }
4763
4764         return 0;
4765 }
4766
4767 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4768                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4769 {
4770         struct mem_cgroup_event *event =
4771                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4772
4773         event->wqh = wqh;
4774         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4775 }
4776
4777 /*
4778  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4779  *
4780  * Parse input and register new cgroup event handler.
4781  *
4782  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4783  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4784  */
4785 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4786                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4787 {
4788         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4789         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4790         struct mem_cgroup_event *event;
4791         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4792         unsigned int efd, cfd;
4793         struct fd efile;
4794         struct fd cfile;
4795         const char *name;
4796         char *endp;
4797         int ret;
4798
4799         buf = strstrip(buf);
4800
4801         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4802         if (*endp != ' ')
4803                 return -EINVAL;
4804         buf = endp + 1;
4805
4806         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4807         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4808                 return -EINVAL;
4809         buf = endp + 1;
4810
4811         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4812         if (!event)
4813                 return -ENOMEM;
4814
4815         event->memcg = memcg;
4816         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4817         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4818         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4819         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4820
4821         efile = fdget(efd);
4822         if (!efile.file) {
4823                 ret = -EBADF;
4824                 goto out_kfree;
4825         }
4826
4827         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4828         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4829                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4830                 goto out_put_efile;
4831         }
4832
4833         cfile = fdget(cfd);
4834         if (!cfile.file) {
4835                 ret = -EBADF;
4836                 goto out_put_eventfd;
4837         }
4838
4839         /* the process need read permission on control file */
4840         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4841         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4842         if (ret < 0)
4843                 goto out_put_cfile;
4844
4845         /*
4846          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4847          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4848          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4849          * is for compatibility anyway.
4850          *
4851          * DO NOT ADD NEW FILES.
4852          */
4853         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4854
4855         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4856                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4857                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4858         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4859                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4860                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4861         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4862                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4863                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4864         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4865                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4866                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4867         } else {
4868                 ret = -EINVAL;
4869                 goto out_put_cfile;
4870         }
4871
4872         /*
4873          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4874          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4875          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4876          */
4877         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4878                                                &memory_cgrp_subsys);
4879         ret = -EINVAL;
4880         if (IS_ERR(cfile_css))
4881                 goto out_put_cfile;
4882         if (cfile_css != css) {
4883                 css_put(cfile_css);
4884                 goto out_put_cfile;
4885         }
4886
4887         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4888         if (ret)
4889                 goto out_put_css;
4890
4891         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4892
4893         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4894         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4895         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4896
4897         fdput(cfile);
4898         fdput(efile);
4899
4900         return nbytes;
4901
4902 out_put_css:
4903         css_put(css);
4904 out_put_cfile:
4905         fdput(cfile);
4906 out_put_eventfd:
4907         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4908 out_put_efile:
4909         fdput(efile);
4910 out_kfree:
4911         kfree(event);
4912
4913         return ret;
4914 }
4915
4916 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4917         {
4918                 .name = "usage_in_bytes",
4919                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4920                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4921         },
4922         {
4923                 .name = "max_usage_in_bytes",
4924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4925                 .write = mem_cgroup_reset,
4926                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4927         },
4928         {
4929                 .name = "limit_in_bytes",
4930                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4931                 .write = mem_cgroup_write,
4932                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4933         },
4934         {
4935                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4937                 .write = mem_cgroup_write,
4938                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4939         },
4940         {
4941                 .name = "failcnt",
4942                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4943                 .write = mem_cgroup_reset,
4944                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4945         },
4946         {
4947                 .name = "stat",
4948                 .seq_show = memcg_stat_show,
4949         },
4950         {
4951                 .name = "force_empty",
4952                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4953         },
4954         {
4955                 .name = "use_hierarchy",
4956                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4957                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4958         },
4959         {
4960                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4961                 .write = memcg_write_event_control,
4962                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4963         },
4964         {
4965                 .name = "swappiness",
4966                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4967                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4971                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4972                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4973         },
4974         {
4975                 .name = "oom_control",
4976                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4977                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4979         },
4980         {
4981                 .name = "pressure_level",
4982         },
4983 #ifdef CONFIG_NUMA
4984         {
4985                 .name = "numa_stat",
4986                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4987         },
4988 #endif
4989         {
4990                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4992                 .write = mem_cgroup_write,
4993                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4994         },
4995         {
4996                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4997                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4998                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4999         },
5000         {
5001                 .name = "kmem.failcnt",
5002                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5003                 .write = mem_cgroup_reset,
5004                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5005         },
5006         {
5007                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5008                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5009                 .write = mem_cgroup_reset,
5010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5011         },
5012 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5013         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5014         {
5015                 .name = "kmem.slabinfo",
5016                 .seq_show = memcg_slab_show,
5017         },
5018 #endif
5019         {
5020                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5022                 .write = mem_cgroup_write,
5023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5024         },
5025         {
5026                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030         {
5031                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5033                 .write = mem_cgroup_reset,
5034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5035         },
5036         {
5037                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5039                 .write = mem_cgroup_reset,
5040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5041         },
5042         { },    /* terminate */
5043 };
5044
5045 /*
5046  * Private memory cgroup IDR
5047  *
5048  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5049  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5050  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5051  * memory-controlled cgroups to 64k.
5052  *
5053  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5054  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5055  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5056  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5057  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5058  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5059  *
5060  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5061  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5062  * when the CSS is offlined.
5063  *
5064  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5065  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5066  * those references are manageable from userspace.
5067  */
5068
5069 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5070
5071 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5072 {
5073         if (memcg->id.id > 0) {
5074                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5075                 memcg->id.id = 0;
5076         }
5077 }
5078
5079 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5080                                                   unsigned int n)
5081 {
5082         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5083 }
5084
5085 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5086 {
5087         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5088                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5089
5090                 /* Memcg ID pins CSS */
5091                 css_put(&memcg->css);
5092         }
5093 }
5094
5095 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5096 {
5097         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5098 }
5099
5100 /**
5101  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5102  * @id: the memcg id to look up
5103  *
5104  * Caller must hold rcu_read_lock().
5105  */
5106 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5107 {
5108         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5109         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5110 }
5111
5112 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5113 {
5114         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5115         int tmp = node;
5116         /*
5117          * This routine is called against possible nodes.
5118          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5119          *
5120          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5121          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5122          *       function.
5123          */
5124         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5125                 tmp = -1;
5126         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5127         if (!pn)
5128                 return 1;
5129
5130         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5131                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5132         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5133                 kfree(pn);
5134                 return 1;
5135         }
5136
5137         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5138                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5139         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5140                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5141                 kfree(pn);
5142                 return 1;
5143         }
5144
5145         lruvec_init(&pn->lruvec);
5146         pn->usage_in_excess = 0;
5147         pn->on_tree = false;
5148         pn->memcg = memcg;
5149
5150         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5151         return 0;
5152 }
5153
5154 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5155 {
5156         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5157
5158         if (!pn)
5159                 return;
5160
5161         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5162         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5163         kfree(pn);
5164 }
5165
5166 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5167 {
5168         int node;
5169
5170         for_each_node(node)
5171                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5172         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5173         kfree(memcg);
5174 }
5175
5176 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5177 {
5178         int cpu;
5179
5180         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5181         /*
5182          * Flush percpu lruvec stats to guarantee the value
5183          * correctness on parent's and all ancestor levels.
5184          */
5185         for_each_online_cpu(cpu)
5186                 memcg_flush_lruvec_page_state(memcg, cpu);
5187         __mem_cgroup_free(memcg);
5188 }
5189
5190 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5191 {
5192         struct mem_cgroup *memcg;
5193         unsigned int size;
5194         int node;
5195         int __maybe_unused i;
5196         long error = -ENOMEM;
5197
5198         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5199         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5200
5201         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5202         if (!memcg)
5203                 return ERR_PTR(error);
5204
5205         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5206                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5207                                  GFP_KERNEL);
5208         if (memcg->id.id < 0) {
5209                 error = memcg->id.id;
5210                 goto fail;
5211         }
5212
5213         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5214                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5215         if (!memcg->vmstats_percpu)
5216                 goto fail;
5217
5218         for_each_node(node)
5219                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5220                         goto fail;
5221
5222         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5223                 goto fail;
5224
5225         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5226         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5227         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5228         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5229         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5230         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5231         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5232         memcg->socket_pressure = jiffies;
5233 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5234         memcg->kmemcg_id = -1;
5235         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5236 #endif
5237 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5238         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5239         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5240                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5241                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5242 #endif
5243 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5244         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5245         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5246         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5247 #endif
5248         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5249         return memcg;
5250 fail:
5251         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5252         __mem_cgroup_free(memcg);
5253         return ERR_PTR(error);
5254 }
5255
5256 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5257 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5258 {
5259         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5260         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5261         long error = -ENOMEM;
5262
5263         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5264         memcg = mem_cgroup_alloc();
5265         set_active_memcg(old_memcg);
5266         if (IS_ERR(memcg))
5267                 return ERR_CAST(memcg);
5268
5269         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5270         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5271         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5272         if (parent) {
5273                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5274                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5275
5276                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5277                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5278                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5279                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5280         } else {
5281                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5282                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5283                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5284                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5285
5286                 root_mem_cgroup = memcg;
5287                 return &memcg->css;
5288         }
5289
5290         /* The following stuff does not apply to the root */
5291         error = memcg_online_kmem(memcg);
5292         if (error)
5293                 goto fail;
5294
5295         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5296                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5297
5298         return &memcg->css;
5299 fail:
5300         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5301         mem_cgroup_free(memcg);
5302         return ERR_PTR(error);
5303 }
5304
5305 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5306 {
5307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5308
5309         /*
5310          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5311          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5312          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5313          */
5314         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5315                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5316                 return -ENOMEM;
5317         }
5318
5319         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5320         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5321         css_get(css);
5322         return 0;
5323 }
5324
5325 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5326 {
5327         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5328         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5329
5330         /*
5331          * Unregister events and notify userspace.
5332          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5333          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5334          */
5335         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5336         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5337                 list_del_init(&event->list);
5338                 schedule_work(&event->remove);
5339         }
5340         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5341
5342         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5343         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5344
5345         memcg_offline_kmem(memcg);
5346         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5347         wb_memcg_offline(memcg);
5348
5349         drain_all_stock(memcg);
5350
5351         mem_cgroup_id_put(memcg);
5352 }
5353
5354 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5355 {
5356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5357
5358         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5359 }
5360
5361 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5362 {
5363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5364         int __maybe_unused i;
5365
5366 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5367         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5368                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5369 #endif
5370         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5371                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5372
5373         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5374                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5375
5376         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5377         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5378         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5379         free_shrinker_info(memcg);
5380         memcg_free_kmem(memcg);
5381         mem_cgroup_free(memcg);
5382 }
5383
5384 /**
5385  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5386  * @css: the target css
5387  *
5388  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5389  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5390  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5391  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5392  * made visible again.
5393  *
5394  * The current implementation only resets the essential configurations.
5395  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5396  */
5397 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5398 {
5399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5400
5401         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5402         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5403         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5404         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5405         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5406         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5407         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5408         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5409         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5410         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5411 }
5412
5413 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5414 {
5415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5416         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5417         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5418         long delta, v;
5419         int i;
5420
5421         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5422
5423         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5424                 /*
5425                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5426                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5427                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5428                  */
5429                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5430                 if (delta)
5431                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5432
5433                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5434                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5435                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5436                         delta += v - statc->state_prev[i];
5437                         statc->state_prev[i] = v;
5438                 }
5439
5440                 if (!delta)
5441                         continue;
5442
5443                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5444                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5445                 if (parent)
5446                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5447         }
5448
5449         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5450                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5451                 if (delta)
5452                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5453
5454                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5455                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5456                         delta += v - statc->events_prev[i];
5457                         statc->events_prev[i] = v;
5458                 }
5459
5460                 if (!delta)
5461                         continue;
5462
5463                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5464                 if (parent)
5465                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5466         }
5467 }
5468
5469 #ifdef CONFIG_MMU
5470 /* Handlers for move charge at task migration. */
5471 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5472 {
5473         int ret;
5474
5475         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5476         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5477         if (!ret) {
5478                 mc.precharge += count;
5479                 return ret;
5480         }
5481
5482         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5483         while (count--) {
5484                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5485                 if (ret)
5486                         return ret;
5487                 mc.precharge++;
5488                 cond_resched();
5489         }
5490         return 0;
5491 }
5492
5493 union mc_target {
5494         struct page     *page;
5495         swp_entry_t     ent;
5496 };
5497
5498 enum mc_target_type {
5499         MC_TARGET_NONE = 0,
5500         MC_TARGET_PAGE,
5501         MC_TARGET_SWAP,
5502         MC_TARGET_DEVICE,
5503 };
5504
5505 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5506                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5507 {
5508         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5509
5510         if (!page || !page_mapped(page))
5511                 return NULL;
5512         if (PageAnon(page)) {
5513                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5514                         return NULL;
5515         } else {
5516                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5517                         return NULL;
5518         }
5519         if (!get_page_unless_zero(page))
5520                 return NULL;
5521
5522         return page;
5523 }
5524
5525 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5526 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5527                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5528 {
5529         struct page *page = NULL;
5530         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5531
5532         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5533                 return NULL;
5534
5535         /*
5536          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5537          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5538          * as special swap entry in the CPU page table.
5539          */
5540         if (is_device_private_entry(ent)) {
5541                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5542                 /*
5543                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5544                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5545                  */
5546                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5547                         return NULL;
5548                 return page;
5549         }
5550
5551         if (non_swap_entry(ent))
5552                 return NULL;
5553
5554         /*
5555          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5556          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5557          */
5558         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5559         entry->val = ent.val;
5560
5561         return page;
5562 }
5563 #else
5564 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5565                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5566 {
5567         return NULL;
5568 }
5569 #endif
5570
5571 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5572                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5573 {
5574         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5575                 return NULL;
5576         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5577                 return NULL;
5578
5579         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5580         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5581         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5582                         linear_page_index(vma, addr));
5583 }
5584
5585 /**
5586  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5587  * @page: the page
5588  * @compound: charge the page as compound or small page
5589  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5590  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5591  *
5592  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5593  *
5594  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5595  * from old cgroup.
5596  */
5597 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5598                                    bool compound,
5599                                    struct mem_cgroup *from,
5600                                    struct mem_cgroup *to)
5601 {
5602         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5603         struct pglist_data *pgdat;
5604         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5605         int ret;
5606
5607         VM_BUG_ON(from == to);
5608         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5609         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5610
5611         /*
5612          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5613          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5614          */
5615         ret = -EBUSY;
5616         if (!trylock_page(page))
5617                 goto out;
5618
5619         ret = -EINVAL;
5620         if (page_memcg(page) != from)
5621                 goto out_unlock;
5622
5623         pgdat = page_pgdat(page);
5624         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5625         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5626
5627         lock_page_memcg(page);
5628
5629         if (PageAnon(page)) {
5630                 if (page_mapped(page)) {
5631                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5632                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5633                         if (PageTransHuge(page)) {
5634                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5635                                                    -nr_pages);
5636                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5637                                                    nr_pages);
5638                         }
5639                 }
5640         } else {
5641                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5642                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5643
5644                 if (PageSwapBacked(page)) {
5645                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5646                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5647                 }
5648
5649                 if (page_mapped(page)) {
5650                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5651                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5652                 }
5653
5654                 if (PageDirty(page)) {
5655                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5656
5657                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5658                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5659                                                    -nr_pages);
5660                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5661                                                    nr_pages);
5662                         }
5663                 }
5664         }
5665
5666         if (PageWriteback(page)) {
5667                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5668                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5669         }
5670
5671         /*
5672          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5673          *
5674          * It is safe to change page's memcg here because the page
5675          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5676          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5677          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5678          *
5679          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5680          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5681          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5682          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5683          */
5684         smp_mb();
5685
5686         css_get(&to->css);
5687         css_put(&from->css);
5688
5689         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5690
5691         __unlock_page_memcg(from);
5692
5693         ret = 0;
5694
5695         local_irq_disable();
5696         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5697         memcg_check_events(to, page);
5698         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5699         memcg_check_events(from, page);
5700         local_irq_enable();
5701 out_unlock:
5702         unlock_page(page);
5703 out:
5704         return ret;
5705 }
5706
5707 /**
5708  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5709  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5710  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5711  * @ptent: the pte to be checked
5712  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5713  *
5714  * Returns
5715  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5716  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5717  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5718  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5719  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5720  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5721  *     in target->ent.
5722  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5723  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5724  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5725  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5726  *     regular page.
5727  *
5728  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5729  *
5730  * Called with pte lock held.
5731  */
5732
5733 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5734                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5735 {
5736         struct page *page = NULL;
5737         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5738         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5739
5740         if (pte_present(ptent))
5741                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5742         else if (is_swap_pte(ptent))
5743                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5744         else if (pte_none(ptent))
5745                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5746
5747         if (!page && !ent.val)
5748                 return ret;
5749         if (page) {
5750                 /*
5751                  * Do only loose check w/o serialization.
5752                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5753                  * not under LRU exclusion.
5754                  */
5755                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5756                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5757                         if (is_device_private_page(page))
5758                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5759                         if (target)
5760                                 target->page = page;
5761                 }
5762                 if (!ret || !target)
5763                         put_page(page);
5764         }
5765         /*
5766          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5767          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5768          */
5769         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5770             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5771                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5772                 if (target)
5773                         target->ent = ent;
5774         }
5775         return ret;
5776 }
5777
5778 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5779 /*
5780  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5781  * not support them for now.
5782  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5783  */
5784 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5785                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5786 {
5787         struct page *page = NULL;
5788         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5789
5790         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5791                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5792                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5793                 return ret;
5794         }
5795         page = pmd_page(pmd);
5796         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5797         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5798                 return ret;
5799         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5800                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5801                 if (target) {
5802                         get_page(page);
5803                         target->page = page;
5804                 }
5805         }
5806         return ret;
5807 }
5808 #else
5809 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5810                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5811 {
5812         return MC_TARGET_NONE;
5813 }
5814 #endif
5815
5816 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5817                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5818                                         struct mm_walk *walk)
5819 {
5820         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5821         pte_t *pte;
5822         spinlock_t *ptl;
5823
5824         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5825         if (ptl) {
5826                 /*
5827                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5828                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5829                  * this might change.
5830                  */
5831                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5832                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5833                 spin_unlock(ptl);
5834                 return 0;
5835         }
5836
5837         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5838                 return 0;
5839         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5840         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5841                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5842                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5843         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5844         cond_resched();
5845
5846         return 0;
5847 }
5848
5849 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5850         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5851 };
5852
5853 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5854 {
5855         unsigned long precharge;
5856
5857         mmap_read_lock(mm);
5858         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5859         mmap_read_unlock(mm);
5860
5861         precharge = mc.precharge;
5862         mc.precharge = 0;
5863
5864         return precharge;
5865 }
5866
5867 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5868 {
5869         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5870
5871         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5872         mc.moving_task = current;
5873         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5874 }
5875
5876 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5877 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5878 {
5879         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5880         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5881
5882         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5883         if (mc.precharge) {
5884                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5885                 mc.precharge = 0;
5886         }
5887         /*
5888          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5889          * we must uncharge here.
5890          */
5891         if (mc.moved_charge) {
5892                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5893                 mc.moved_charge = 0;
5894         }
5895         /* we must fixup refcnts and charges */
5896         if (mc.moved_swap) {
5897                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5898                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5899                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5900
5901                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5902
5903                 /*
5904                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5905                  * should uncharge to->memory.
5906                  */
5907                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5908                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5909
5910                 mc.moved_swap = 0;
5911         }
5912         memcg_oom_recover(from);
5913         memcg_oom_recover(to);
5914         wake_up_all(&mc.waitq);
5915 }
5916
5917 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5918 {
5919         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5920
5921         /*
5922          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5923          * task migration.
5924          */
5925         mc.moving_task = NULL;
5926         __mem_cgroup_clear_mc();
5927         spin_lock(&mc.lock);
5928         mc.from = NULL;
5929         mc.to = NULL;
5930         mc.mm = NULL;
5931         spin_unlock(&mc.lock);
5932
5933         mmput(mm);
5934 }
5935
5936 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5937 {
5938         struct cgroup_subsys_state *css;
5939         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5940         struct mem_cgroup *from;
5941         struct task_struct *leader, *p;
5942         struct mm_struct *mm;
5943         unsigned long move_flags;
5944         int ret = 0;
5945
5946         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5947         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5948                 return 0;
5949
5950         /*
5951          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5952          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5953          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5954          * multiple.
5955          */
5956         p = NULL;
5957         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5958                 WARN_ON_ONCE(p);
5959                 p = leader;
5960                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5961         }
5962         if (!p)
5963                 return 0;
5964
5965         /*
5966          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5967          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5968          * So we need to save it, and keep it going.
5969          */
5970         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5971         if (!move_flags)
5972                 return 0;
5973
5974         from = mem_cgroup_from_task(p);
5975
5976         VM_BUG_ON(from == memcg);
5977
5978         mm = get_task_mm(p);
5979         if (!mm)
5980                 return 0;
5981         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5982         if (mm->owner == p) {
5983                 VM_BUG_ON(mc.from);
5984                 VM_BUG_ON(mc.to);
5985                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5986                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5987                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5988
5989                 spin_lock(&mc.lock);
5990                 mc.mm = mm;
5991                 mc.from = from;
5992                 mc.to = memcg;
5993                 mc.flags = move_flags;
5994                 spin_unlock(&mc.lock);
5995                 /* We set mc.moving_task later */
5996
5997                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5998                 if (ret)
5999                         mem_cgroup_clear_mc();
6000         } else {
6001                 mmput(mm);
6002         }
6003         return ret;
6004 }
6005
6006 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6007 {
6008         if (mc.to)
6009                 mem_cgroup_clear_mc();
6010 }
6011
6012 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6013                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6014                                 struct mm_walk *walk)
6015 {
6016         int ret = 0;
6017         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6018         pte_t *pte;
6019         spinlock_t *ptl;
6020         enum mc_target_type target_type;
6021         union mc_target target;
6022         struct page *page;
6023
6024         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6025         if (ptl) {
6026                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6027                         spin_unlock(ptl);
6028                         return 0;
6029                 }
6030                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6031                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6032                         page = target.page;
6033                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6034                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6035                                                              mc.from, mc.to)) {
6036                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6037                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6038                                 }
6039                                 putback_lru_page(page);
6040                         }
6041                         put_page(page);
6042                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6043                         page = target.page;
6044                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6045                                                      mc.from, mc.to)) {
6046                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6047                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6048                         }
6049                         put_page(page);
6050                 }
6051                 spin_unlock(ptl);
6052                 return 0;
6053         }
6054
6055         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6056                 return 0;
6057 retry:
6058         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6059         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6060                 pte_t ptent = *(pte++);
6061                 bool device = false;
6062                 swp_entry_t ent;
6063
6064                 if (!mc.precharge)
6065                         break;
6066
6067                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6068                 case MC_TARGET_DEVICE:
6069                         device = true;
6070                         fallthrough;
6071                 case MC_TARGET_PAGE:
6072                         page = target.page;
6073                         /*
6074                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6075                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6076                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6077                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6078                          */
6079                         if (PageTransCompound(page))
6080                                 goto put;
6081                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6082                                 goto put;
6083                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6084                                                 mc.from, mc.to)) {
6085                                 mc.precharge--;
6086                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6087                                 mc.moved_charge++;
6088                         }
6089                         if (!device)
6090                                 putback_lru_page(page);
6091 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6092                         put_page(page);
6093                         break;
6094                 case MC_TARGET_SWAP:
6095                         ent = target.ent;
6096                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6097                                 mc.precharge--;
6098                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6099                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6100                                 mc.moved_swap++;
6101                         }
6102                         break;
6103                 default:
6104                         break;
6105                 }
6106         }
6107         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6108         cond_resched();
6109
6110         if (addr != end) {
6111                 /*
6112                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6113                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6114                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6115                  * phase.
6116                  */
6117                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6118                 if (!ret)
6119                         goto retry;
6120         }
6121
6122         return ret;
6123 }
6124
6125 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6126         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6127 };
6128
6129 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6130 {
6131         lru_add_drain_all();
6132         /*
6133          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6134          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6135          * for already started RCU-only updates to finish.
6136          */
6137         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6138         synchronize_rcu();
6139 retry:
6140         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6141                 /*
6142                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6143                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6144                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6145                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6146                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6147                  */
6148                 __mem_cgroup_clear_mc();
6149                 cond_resched();
6150                 goto retry;
6151         }
6152         /*
6153          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6154          * additional charge, the page walk just aborts.
6155          */
6156         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6157                         NULL);
6158
6159         mmap_read_unlock(mc.mm);
6160         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6161 }
6162
6163 static void mem_cgroup_move_task(void)
6164 {
6165         if (mc.to) {
6166                 mem_cgroup_move_charge();
6167                 mem_cgroup_clear_mc();
6168         }
6169 }
6170 #else   /* !CONFIG_MMU */
6171 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6172 {
6173         return 0;
6174 }
6175 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6176 {
6177 }
6178 static void mem_cgroup_move_task(void)
6179 {
6180 }
6181 #endif
6182
6183 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6184 {
6185         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6186                 seq_puts(m, "max\n");
6187         else
6188                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6189
6190         return 0;
6191 }
6192
6193 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6194                                struct cftype *cft)
6195 {
6196         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6197
6198         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6199 }
6200
6201 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6202 {
6203         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6204                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6205 }
6206
6207 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6208                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6209 {
6210         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6211         unsigned long min;
6212         int err;
6213
6214         buf = strstrip(buf);
6215         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6216         if (err)
6217                 return err;
6218
6219         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6220
6221         return nbytes;
6222 }
6223
6224 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6225 {
6226         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6227                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6228 }
6229
6230 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6231                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6232 {
6233         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6234         unsigned long low;
6235         int err;
6236
6237         buf = strstrip(buf);
6238         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6239         if (err)
6240                 return err;
6241
6242         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6243
6244         return nbytes;
6245 }
6246
6247 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6248 {
6249         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6250                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6251 }
6252
6253 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6254                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6255 {
6256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6257         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6258         bool drained = false;
6259         unsigned long high;
6260         int err;
6261
6262         buf = strstrip(buf);
6263         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6264         if (err)
6265                 return err;
6266
6267         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6268
6269         for (;;) {
6270                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6271                 unsigned long reclaimed;
6272
6273                 if (nr_pages <= high)
6274                         break;
6275
6276                 if (signal_pending(current))
6277                         break;
6278
6279                 if (!drained) {
6280                         drain_all_stock(memcg);
6281                         drained = true;
6282                         continue;
6283                 }
6284
6285                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6286                                                          GFP_KERNEL, true);
6287
6288                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6289                         break;
6290         }
6291
6292         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6293         return nbytes;
6294 }
6295
6296 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6297 {
6298         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6299                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6300 }
6301
6302 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6303                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6304 {
6305         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6306         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6307         bool drained = false;
6308         unsigned long max;
6309         int err;
6310
6311         buf = strstrip(buf);
6312         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6313         if (err)
6314                 return err;
6315
6316         xchg(&memcg->memory.max, max);
6317
6318         for (;;) {
6319                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6320
6321                 if (nr_pages <= max)
6322                         break;
6323
6324                 if (signal_pending(current))
6325                         break;
6326
6327                 if (!drained) {
6328                         drain_all_stock(memcg);
6329                         drained = true;
6330                         continue;
6331                 }
6332
6333                 if (nr_reclaims) {
6334                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6335                                                           GFP_KERNEL, true))
6336                                 nr_reclaims--;
6337                         continue;
6338                 }
6339
6340                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6341                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6342                         break;
6343         }
6344
6345         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6346         return nbytes;
6347 }
6348
6349 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6350 {
6351         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6352         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6353         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6354         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6355         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6356                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6357 }
6358
6359 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6360 {
6361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6362
6363         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6364         return 0;
6365 }
6366
6367 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6368 {
6369         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6370
6371         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6372         return 0;
6373 }
6374
6375 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6376 {
6377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6378         char *buf;
6379
6380         buf = memory_stat_format(memcg);
6381         if (!buf)
6382                 return -ENOMEM;
6383         seq_puts(m, buf);
6384         kfree(buf);
6385         return 0;
6386 }
6387
6388 #ifdef CONFIG_NUMA
6389 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6390                                                      int item)
6391 {
6392         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6393 }
6394
6395 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6396 {
6397         int i;
6398         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6399
6400         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6401                 int nid;
6402
6403                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6404                         continue;
6405
6406                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6407                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6408                         u64 size;
6409                         struct lruvec *lruvec;
6410
6411                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6412                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6413                                                         memory_stats[i].idx);
6414                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6415                 }
6416                 seq_putc(m, '\n');
6417         }
6418
6419         return 0;
6420 }
6421 #endif
6422
6423 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6424 {
6425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6426
6427         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6428
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6433                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6434 {
6435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6436         int ret, oom_group;
6437
6438         buf = strstrip(buf);
6439         if (!buf)
6440                 return -EINVAL;
6441
6442         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6443         if (ret)
6444                 return ret;
6445
6446         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6447                 return -EINVAL;
6448
6449         memcg->oom_group = oom_group;
6450
6451         return nbytes;
6452 }
6453
6454 static struct cftype memory_files[] = {
6455         {
6456                 .name = "current",
6457                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6458                 .read_u64 = memory_current_read,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "min",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .seq_show = memory_min_show,
6464                 .write = memory_min_write,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "low",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_low_show,
6470                 .write = memory_low_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "high",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .seq_show = memory_high_show,
6476                 .write = memory_high_write,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "max",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .seq_show = memory_max_show,
6482                 .write = memory_max_write,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "events",
6486                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6487                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6488                 .seq_show = memory_events_show,
6489         },
6490         {
6491                 .name = "events.local",
6492                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6493                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6494                 .seq_show = memory_events_local_show,
6495         },
6496         {
6497                 .name = "stat",
6498                 .seq_show = memory_stat_show,
6499         },
6500 #ifdef CONFIG_NUMA
6501         {
6502                 .name = "numa_stat",
6503                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6504         },
6505 #endif
6506         {
6507                 .name = "oom.group",
6508                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6509                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6510                 .write = memory_oom_group_write,
6511         },
6512         { }     /* terminate */
6513 };
6514
6515 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6516         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6517         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6518         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6519         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6520         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6521         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6522         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6523         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6524         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6525         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6526         .dfl_cftypes = memory_files,
6527         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6528         .early_init = 0,
6529 };
6530
6531 /*
6532  * This function calculates an individual cgroup's effective
6533  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6534  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6535  * distribution in the tree.
6536  *
6537  * The following rules apply to the effective protection values:
6538  *
6539  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6540  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6541  *
6542  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6543  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6544  *    parent's effective protection.
6545  *
6546  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6547  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6548  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6549  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6550  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6551  *
6552  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6553  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6554  *    the unused remainder is available to its siblings.
6555  *
6556  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6557  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6558  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6559  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6560  *
6561  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6562  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6563  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6564  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6565  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6566  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6567  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6568  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6569  *
6570  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6571  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6572  * neighboring subtrees.
6573  */
6574 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6575                                           unsigned long parent_usage,
6576                                           unsigned long setting,
6577                                           unsigned long parent_effective,
6578                                           unsigned long siblings_protected)
6579 {
6580         unsigned long protected;
6581         unsigned long ep;
6582
6583         protected = min(usage, setting);
6584         /*
6585          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6586          * protection then what the parent affords them, distribute
6587          * shares in proportion to utilization.
6588          *
6589          * We are using actual utilization rather than the statically
6590          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6591          * but unused protection is available to siblings that would
6592          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6593          */
6594         if (siblings_protected > parent_effective)
6595                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6596
6597         /*
6598          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6599          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6600          * and utilizes is effectively protected.
6601          *
6602          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6603          * will apply pressure in proportion to that amount.
6604          *
6605          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6606          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6607          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6608          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6609          * protection is always dependent on how memory is actually
6610          * consumed among the siblings anyway.
6611          */
6612         ep = protected;
6613
6614         /*
6615          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6616          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6617          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6618          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6619          * other compete freely over the allowance, but they are
6620          * collectively protected from neighboring trees.
6621          *
6622          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6623          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6624          * the same bytes twice.
6625          *
6626          * Check both usage and parent_usage against the respective
6627          * protected values. One should imply the other, but they
6628          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6629          */
6630         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6631                 return ep;
6632         if (parent_effective > siblings_protected &&
6633             parent_usage > siblings_protected &&
6634             usage > protected) {
6635                 unsigned long unclaimed;
6636
6637                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6638                 unclaimed *= usage - protected;
6639                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6640
6641                 ep += unclaimed;
6642         }
6643
6644         return ep;
6645 }
6646
6647 /**
6648  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6649  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6650  * @memcg: the memory cgroup to check
6651  *
6652  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6653  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6654  */
6655 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6656                                      struct mem_cgroup *memcg)
6657 {
6658         unsigned long usage, parent_usage;
6659         struct mem_cgroup *parent;
6660
6661         if (mem_cgroup_disabled())
6662                 return;
6663
6664         if (!root)
6665                 root = root_mem_cgroup;
6666
6667         /*
6668          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6669          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6670          * details.
6671          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6672          * that special casing.
6673          */
6674         if (memcg == root)
6675                 return;
6676
6677         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6678         if (!usage)
6679                 return;
6680
6681         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6682         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6683         if (!parent)
6684                 return;
6685
6686         if (parent == root) {
6687                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6688                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6689                 return;
6690         }
6691
6692         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6693
6694         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6695                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6696                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6697                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6698
6699         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6700                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6701                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6702                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6703 }
6704
6705 static int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6706                                gfp_t gfp)
6707 {
6708         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6709         int ret;
6710
6711         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6712         if (ret)
6713                 goto out;
6714
6715         css_get(&memcg->css);
6716         commit_charge(page, memcg);
6717
6718         local_irq_disable();
6719         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6720         memcg_check_events(memcg, page);
6721         local_irq_enable();
6722 out:
6723         return ret;
6724 }
6725
6726 /**
6727  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6728  * @page: page to charge
6729  * @mm: mm context of the victim
6730  * @gfp_mask: reclaim mode
6731  *
6732  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6733  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6734  * charge to the active memcg.
6735  *
6736  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6737  *
6738  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6739  */
6740 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6741 {
6742         struct mem_cgroup *memcg;
6743         int ret;
6744
6745         if (mem_cgroup_disabled())
6746                 return 0;
6747
6748         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6749         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp_mask);
6750         css_put(&memcg->css);
6751
6752         return ret;
6753 }
6754
6755 /**
6756  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6757  * @page: page to charge
6758  * @mm: mm context of the victim
6759  * @gfp: reclaim mode
6760  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6761  *
6762  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6763  * adding the page to the swapcache.
6764  *
6765  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6766  */
6767 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6768                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6769 {
6770         struct mem_cgroup *memcg;
6771         unsigned short id;
6772         int ret;
6773
6774         if (mem_cgroup_disabled())
6775                 return 0;
6776
6777         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6778         rcu_read_lock();
6779         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6780         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6781                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6782         rcu_read_unlock();
6783
6784         ret = __mem_cgroup_charge(page, memcg, gfp);
6785
6786         css_put(&memcg->css);
6787         return ret;
6788 }
6789
6790 /*
6791  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6792  * @entry: swap entry for which the page is charged
6793  *
6794  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6795  *
6796  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6797  * is order 0 page.
6798  */
6799 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6800 {
6801         /*
6802          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6803          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6804          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6805          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6806          * the entire time.
6807          *
6808          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6809          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6810          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6811          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6812          */
6813         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6814                 /*
6815                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6816                  * let's not wait for it.  The page already received a
6817                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6818                  */
6819                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6820         }
6821 }
6822
6823 struct uncharge_gather {
6824         struct mem_cgroup *memcg;
6825         unsigned long nr_memory;
6826         unsigned long pgpgout;
6827         unsigned long nr_kmem;
6828         struct page *dummy_page;
6829 };
6830
6831 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6832 {
6833         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6834 }
6835
6836 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6837 {
6838         unsigned long flags;
6839
6840         if (ug->nr_memory) {
6841                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6842                 if (do_memsw_account())
6843                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6844                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6845                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6846                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6847         }
6848
6849         local_irq_save(flags);
6850         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6851         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6852         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6853         local_irq_restore(flags);
6854
6855         /* drop reference from uncharge_page */
6856         css_put(&ug->memcg->css);
6857 }
6858
6859 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6860 {
6861         unsigned long nr_pages;
6862         struct mem_cgroup *memcg;
6863         struct obj_cgroup *objcg;
6864         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6865
6866         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6867
6868         /*
6869          * Nobody should be changing or seriously looking at
6870          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6871          * exclusive access to the page.
6872          */
6873         if (use_objcg) {
6874                 objcg = __page_objcg(page);
6875                 /*
6876                  * This get matches the put at the end of the function and
6877                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6878                  */
6879                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6880         } else {
6881                 memcg = __page_memcg(page);
6882         }
6883
6884         if (!memcg)
6885                 return;
6886
6887         if (ug->memcg != memcg) {
6888                 if (ug->memcg) {
6889                         uncharge_batch(ug);
6890                         uncharge_gather_clear(ug);
6891                 }
6892                 ug->memcg = memcg;
6893                 ug->dummy_page = page;
6894
6895                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6896                 css_get(&memcg->css);
6897         }
6898
6899         nr_pages = compound_nr(page);
6900
6901         if (use_objcg) {
6902                 ug->nr_memory += nr_pages;
6903                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6904
6905                 page->memcg_data = 0;
6906                 obj_cgroup_put(objcg);
6907         } else {
6908                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6909                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6910                         ug->nr_memory += nr_pages;
6911                 ug->pgpgout++;
6912
6913                 page->memcg_data = 0;
6914         }
6915
6916         css_put(&memcg->css);
6917 }
6918
6919 /**
6920  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6921  * @page: page to uncharge
6922  *
6923  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6924  */
6925 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6926 {
6927         struct uncharge_gather ug;
6928
6929         if (mem_cgroup_disabled())
6930                 return;
6931
6932         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6933         if (!page_memcg(page))
6934                 return;
6935
6936         uncharge_gather_clear(&ug);
6937         uncharge_page(page, &ug);
6938         uncharge_batch(&ug);
6939 }
6940
6941 /**
6942  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6943  * @page_list: list of pages to uncharge
6944  *
6945  * Uncharge a list of pages previously charged with
6946  * mem_cgroup_charge().
6947  */
6948 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6949 {
6950         struct uncharge_gather ug;
6951         struct page *page;
6952
6953         if (mem_cgroup_disabled())
6954                 return;
6955
6956         uncharge_gather_clear(&ug);
6957         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6958                 uncharge_page(page, &ug);
6959         if (ug.memcg)
6960                 uncharge_batch(&ug);
6961 }
6962
6963 /**
6964  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6965  * @oldpage: currently circulating page
6966  * @newpage: replacement page
6967  *
6968  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6969  * be uncharged upon free.
6970  *
6971  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6972  */
6973 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6974 {
6975         struct mem_cgroup *memcg;
6976         unsigned int nr_pages;
6977         unsigned long flags;
6978
6979         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6980         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6981         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6982         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6983                        newpage);
6984
6985         if (mem_cgroup_disabled())
6986                 return;
6987
6988         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6989         if (page_memcg(newpage))
6990                 return;
6991
6992         memcg = page_memcg(oldpage);
6993         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6994         if (!memcg)
6995                 return;
6996
6997         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6998         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6999
7000         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7001                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7002                 if (do_memsw_account())
7003                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7004         }
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         /*
7130          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7131          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7132          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7133          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7134          */
7135         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7136
7137         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7138                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7139
7140         for_each_possible_cpu(cpu)
7141                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7142                           drain_local_stock);
7143
7144         for_each_node(node) {
7145                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7146
7147                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7148                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7149
7150                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7151                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7152                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7153                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7154         }
7155
7156         return 0;
7157 }
7158 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7159
7160 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7161 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7162 {
7163         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7164                 /*
7165                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7166                  * always be >= 1.
7167                  */
7168                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7169                         VM_BUG_ON(1);
7170                         break;
7171                 }
7172                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7173                 if (!memcg)
7174                         memcg = root_mem_cgroup;
7175         }
7176         return memcg;
7177 }
7178
7179 /**
7180  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7181  * @page: page whose memsw charge to transfer
7182  * @entry: swap entry to move the charge to
7183  *
7184  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7185  */
7186 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7187 {
7188         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7189         unsigned int nr_entries;
7190         unsigned short oldid;
7191
7192         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7193         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7194
7195         if (mem_cgroup_disabled())
7196                 return;
7197
7198         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7199                 return;
7200
7201         memcg = page_memcg(page);
7202
7203         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
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 = thp_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->memcg_data = 0;
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 = thp_nr_pages(page);
7258         struct page_counter *counter;
7259         struct mem_cgroup *memcg;
7260         unsigned short oldid;
7261
7262         if (mem_cgroup_disabled())
7263                 return 0;
7264
7265         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7266                 return 0;
7267
7268         memcg = page_memcg(page);
7269
7270         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7271         if (!memcg)
7272                 return 0;
7273
7274         if (!entry.val) {
7275                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7276                 return 0;
7277         }
7278
7279         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7280
7281         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7282             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7283                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7284                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7285                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7286                 return -ENOMEM;
7287         }
7288
7289         /* Get references for the tail pages, too */
7290         if (nr_pages > 1)
7291                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7292         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7293         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7294         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7295
7296         return 0;
7297 }
7298
7299 /**
7300  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7301  * @entry: swap entry to uncharge
7302  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7303  */
7304 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7305 {
7306         struct mem_cgroup *memcg;
7307         unsigned short id;
7308
7309         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7310         rcu_read_lock();
7311         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7312         if (memcg) {
7313                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7314                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7315                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7316                         else
7317                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7318                 }
7319                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7320                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7321         }
7322         rcu_read_unlock();
7323 }
7324
7325 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7326 {
7327         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7328
7329         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7330                 return nr_swap_pages;
7331         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7332                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7333                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7334                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7335         return nr_swap_pages;
7336 }
7337
7338 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7339 {
7340         struct mem_cgroup *memcg;
7341
7342         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7343
7344         if (vm_swap_full())
7345                 return true;
7346         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7347                 return false;
7348
7349         memcg = page_memcg(page);
7350         if (!memcg)
7351                 return false;
7352
7353         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7354                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7355
7356                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7357                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7358                         return true;
7359         }
7360
7361         return false;
7362 }
7363
7364 static int __init setup_swap_account(char *s)
7365 {
7366         if (!strcmp(s, "1"))
7367                 cgroup_memory_noswap = false;
7368         else if (!strcmp(s, "0"))
7369                 cgroup_memory_noswap = true;
7370         return 1;
7371 }
7372 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7373
7374 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7375                              struct cftype *cft)
7376 {
7377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7378
7379         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7380 }
7381
7382 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7383 {
7384         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7385                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7386 }
7387
7388 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7389                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7390 {
7391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7392         unsigned long high;
7393         int err;
7394
7395         buf = strstrip(buf);
7396         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7397         if (err)
7398                 return err;
7399
7400         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7401
7402         return nbytes;
7403 }
7404
7405 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7406 {
7407         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7408                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7409 }
7410
7411 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7412                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7413 {
7414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7415         unsigned long max;
7416         int err;
7417
7418         buf = strstrip(buf);
7419         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7420         if (err)
7421                 return err;
7422
7423         xchg(&memcg->swap.max, max);
7424
7425         return nbytes;
7426 }
7427
7428 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7429 {
7430         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7431
7432         seq_printf(m, "high %lu\n",
7433                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7434         seq_printf(m, "max %lu\n",
7435                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7436         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7437                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7438
7439         return 0;
7440 }
7441
7442 static struct cftype swap_files[] = {
7443         {
7444                 .name = "swap.current",
7445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7446                 .read_u64 = swap_current_read,
7447         },
7448         {
7449                 .name = "swap.high",
7450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7451                 .seq_show = swap_high_show,
7452                 .write = swap_high_write,
7453         },
7454         {
7455                 .name = "swap.max",
7456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7457                 .seq_show = swap_max_show,
7458                 .write = swap_max_write,
7459         },
7460         {
7461                 .name = "swap.events",
7462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7463                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7464                 .seq_show = swap_events_show,
7465         },
7466         { }     /* terminate */
7467 };
7468
7469 static struct cftype memsw_files[] = {
7470         {
7471                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7472                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7473                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7474         },
7475         {
7476                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7477                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7478                 .write = mem_cgroup_reset,
7479                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7480         },
7481         {
7482                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7483                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7484                 .write = mem_cgroup_write,
7485                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7486         },
7487         {
7488                 .name = "memsw.failcnt",
7489                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7490                 .write = mem_cgroup_reset,
7491                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7492         },
7493         { },    /* terminate */
7494 };
7495
7496 /*
7497  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7498  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7499  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7500  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7501  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7502  */
7503 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7504 {
7505         /* No memory control -> no swap control */
7506         if (mem_cgroup_disabled())
7507                 cgroup_memory_noswap = true;
7508
7509         if (cgroup_memory_noswap)
7510                 return 0;
7511
7512         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7513         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7514
7515         return 0;
7516 }
7517 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7518
7519 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */