Merge tag 'fbdev-for-6.9-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/deller...
[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/pagevec.h>
37 #include <linux/vm_event_item.h>
38 #include <linux/smp.h>
39 #include <linux/page-flags.h>
40 #include <linux/backing-dev.h>
41 #include <linux/bit_spinlock.h>
42 #include <linux/rcupdate.h>
43 #include <linux/limits.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/mutex.h>
46 #include <linux/rbtree.h>
47 #include <linux/slab.h>
48 #include <linux/swap.h>
49 #include <linux/swapops.h>
50 #include <linux/spinlock.h>
51 #include <linux/eventfd.h>
52 #include <linux/poll.h>
53 #include <linux/sort.h>
54 #include <linux/fs.h>
55 #include <linux/seq_file.h>
56 #include <linux/vmpressure.h>
57 #include <linux/memremap.h>
58 #include <linux/mm_inline.h>
59 #include <linux/swap_cgroup.h>
60 #include <linux/cpu.h>
61 #include <linux/oom.h>
62 #include <linux/lockdep.h>
63 #include <linux/file.h>
64 #include <linux/resume_user_mode.h>
65 #include <linux/psi.h>
66 #include <linux/seq_buf.h>
67 #include <linux/sched/isolation.h>
68 #include <linux/kmemleak.h>
69 #include "internal.h"
70 #include <net/sock.h>
71 #include <net/ip.h>
72 #include "slab.h"
73 #include "swap.h"
74
75 #include <linux/uaccess.h>
76
77 #include <trace/events/vmscan.h>
78
79 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
81
82 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
83
84 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
85 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
86 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
87
88 /* Socket memory accounting disabled? */
89 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
90
91 /* Kernel memory accounting disabled? */
92 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
93
94 /* BPF memory accounting disabled? */
95 static bool cgroup_memory_nobpf __ro_after_init;
96
97 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
98 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
99 #endif
100
101 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
102 static bool do_memsw_account(void)
103 {
104         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys);
105 }
106
107 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
108 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
109
110 /*
111  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
112  * their hierarchy representation
113  */
114
115 struct mem_cgroup_tree_per_node {
116         struct rb_root rb_root;
117         struct rb_node *rb_rightmost;
118         spinlock_t lock;
119 };
120
121 struct mem_cgroup_tree {
122         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
123 };
124
125 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
126
127 /* for OOM */
128 struct mem_cgroup_eventfd_list {
129         struct list_head list;
130         struct eventfd_ctx *eventfd;
131 };
132
133 /*
134  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
135  */
136 struct mem_cgroup_event {
137         /*
138          * memcg which the event belongs to.
139          */
140         struct mem_cgroup *memcg;
141         /*
142          * eventfd to signal userspace about the event.
143          */
144         struct eventfd_ctx *eventfd;
145         /*
146          * Each of these stored in a list by the cgroup.
147          */
148         struct list_head list;
149         /*
150          * register_event() callback will be used to add new userspace
151          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
152          * on eventfd to send notification to userspace.
153          */
154         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
155                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
156         /*
157          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
158          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
159          * if you want provide notification functionality.
160          */
161         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
162                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
163         /*
164          * All fields below needed to unregister event when
165          * userspace closes eventfd.
166          */
167         poll_table pt;
168         wait_queue_head_t *wqh;
169         wait_queue_entry_t wait;
170         struct work_struct remove;
171 };
172
173 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
174 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
175
176 /* Stuffs for move charges at task migration. */
177 /*
178  * Types of charges to be moved.
179  */
180 #define MOVE_ANON       0x1U
181 #define MOVE_FILE       0x2U
182 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
183
184 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
185 static struct move_charge_struct {
186         spinlock_t        lock; /* for from, to */
187         struct mm_struct  *mm;
188         struct mem_cgroup *from;
189         struct mem_cgroup *to;
190         unsigned long flags;
191         unsigned long precharge;
192         unsigned long moved_charge;
193         unsigned long moved_swap;
194         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
195         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
196 } mc = {
197         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
198         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
199 };
200
201 /*
202  * Maximum loops in mem_cgroup_soft_reclaim(), used for soft
203  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
204  */
205 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
206 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
207
208 /* for encoding cft->private value on file */
209 enum res_type {
210         _MEM,
211         _MEMSWAP,
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
220 /*
221  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
222  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
223  * be used for reference counting.
224  */
225 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
226         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
227              iter != NULL;                              \
228              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
229
230 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
231         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
232              iter != NULL;                              \
233              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
234
235 static inline bool task_is_dying(void)
236 {
237         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
238                 (current->flags & PF_EXITING);
239 }
240
241 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
242 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
243 {
244         if (!memcg)
245                 memcg = root_mem_cgroup;
246         return &memcg->vmpressure;
247 }
248
249 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
250 {
251         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
252 }
253
254 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT 0
255 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG (1UL << CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT)
256
257 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
258 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
259
260 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
261 {
262         return cgroup_memory_nokmem;
263 }
264
265 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
266                                       unsigned int nr_pages);
267
268 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
269 {
270         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
271         unsigned int nr_bytes;
272         unsigned int nr_pages;
273         unsigned long flags;
274
275         /*
276          * At this point all allocated objects are freed, and
277          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
278          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
279          *
280          * The following sequence can lead to it:
281          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
282          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
283          *          PAGE_SIZE bytes are charged
284          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
285          *          the stock if flushed,
286          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
287          * 5) CPU0: we do release this object,
288          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
289          * 6) CPU0: stock is flushed,
290          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
291          *
292          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
293          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
294          */
295         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
296         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
297         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
298
299         if (nr_pages)
300                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
301
302         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
303         list_del(&objcg->list);
304         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
305
306         percpu_ref_exit(ref);
307         kfree_rcu(objcg, rcu);
308 }
309
310 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
311 {
312         struct obj_cgroup *objcg;
313         int ret;
314
315         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
316         if (!objcg)
317                 return NULL;
318
319         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
320                               GFP_KERNEL);
321         if (ret) {
322                 kfree(objcg);
323                 return NULL;
324         }
325         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
326         return objcg;
327 }
328
329 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
330                                   struct mem_cgroup *parent)
331 {
332         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
333
334         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
335
336         spin_lock_irq(&objcg_lock);
337
338         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
339         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
340         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
341         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
342                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
343         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
344         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
345
346         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
347
348         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
349 }
350
351 /*
352  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
353  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
354  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
355  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
356  */
357 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_online_key);
358 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_online_key);
359
360 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_bpf_enabled_key);
361 EXPORT_SYMBOL(memcg_bpf_enabled_key);
362 #endif
363
364 /**
365  * mem_cgroup_css_from_folio - css of the memcg associated with a folio
366  * @folio: folio of interest
367  *
368  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
369  * with @folio is returned.  The returned css remains associated with @folio
370  * until it is released.
371  *
372  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
373  * is returned.
374  */
375 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_folio(struct folio *folio)
376 {
377         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
378
379         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
380                 memcg = root_mem_cgroup;
381
382         return &memcg->css;
383 }
384
385 /**
386  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
387  * @page: the page
388  *
389  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
390  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
391  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
392  *
393  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
394  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
395  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
396  * do not care (such as procfs interfaces).
397  */
398 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
399 {
400         struct mem_cgroup *memcg;
401         unsigned long ino = 0;
402
403         rcu_read_lock();
404         /* page_folio() is racy here, but the entire function is racy anyway */
405         memcg = folio_memcg_check(page_folio(page));
406
407         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
408                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
409         if (memcg)
410                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
411         rcu_read_unlock();
412         return ino;
413 }
414
415 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
416                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
417                                          unsigned long new_usage_in_excess)
418 {
419         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
420         struct rb_node *parent = NULL;
421         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
422         bool rightmost = true;
423
424         if (mz->on_tree)
425                 return;
426
427         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
428         if (!mz->usage_in_excess)
429                 return;
430         while (*p) {
431                 parent = *p;
432                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
433                                         tree_node);
434                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
435                         p = &(*p)->rb_left;
436                         rightmost = false;
437                 } else {
438                         p = &(*p)->rb_right;
439                 }
440         }
441
442         if (rightmost)
443                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
444
445         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
446         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
447         mz->on_tree = true;
448 }
449
450 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
451                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
452 {
453         if (!mz->on_tree)
454                 return;
455
456         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
457                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
458
459         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
460         mz->on_tree = false;
461 }
462
463 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
464                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
465 {
466         unsigned long flags;
467
468         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
469         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
470         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
471 }
472
473 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
474 {
475         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
476         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
477         unsigned long excess = 0;
478
479         if (nr_pages > soft_limit)
480                 excess = nr_pages - soft_limit;
481
482         return excess;
483 }
484
485 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
486 {
487         unsigned long excess;
488         struct mem_cgroup_per_node *mz;
489         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
490
491         if (lru_gen_enabled()) {
492                 if (soft_limit_excess(memcg))
493                         lru_gen_soft_reclaim(memcg, nid);
494                 return;
495         }
496
497         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
498         if (!mctz)
499                 return;
500         /*
501          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
502          * because their event counter is not touched.
503          */
504         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
505                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
506                 excess = soft_limit_excess(memcg);
507                 /*
508                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
509                  * mem is over its softlimit.
510                  */
511                 if (excess || mz->on_tree) {
512                         unsigned long flags;
513
514                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
515                         /* if on-tree, remove it */
516                         if (mz->on_tree)
517                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
518                         /*
519                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
520                          * If excess is 0, no tree ops.
521                          */
522                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
523                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
524                 }
525         }
526 }
527
528 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
529 {
530         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
531         struct mem_cgroup_per_node *mz;
532         int nid;
533
534         for_each_node(nid) {
535                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
536                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
537                 if (mctz)
538                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
539         }
540 }
541
542 static struct mem_cgroup_per_node *
543 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
544 {
545         struct mem_cgroup_per_node *mz;
546
547 retry:
548         mz = NULL;
549         if (!mctz->rb_rightmost)
550                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
551
552         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
553                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
554         /*
555          * Remove the node now but someone else can add it back,
556          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
557          * position in the tree.
558          */
559         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
560         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
561             !css_tryget(&mz->memcg->css))
562                 goto retry;
563 done:
564         return mz;
565 }
566
567 static struct mem_cgroup_per_node *
568 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
569 {
570         struct mem_cgroup_per_node *mz;
571
572         spin_lock_irq(&mctz->lock);
573         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
574         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
575         return mz;
576 }
577
578 /* Subset of vm_event_item to report for memcg event stats */
579 static const unsigned int memcg_vm_event_stat[] = {
580         PGPGIN,
581         PGPGOUT,
582         PGSCAN_KSWAPD,
583         PGSCAN_DIRECT,
584         PGSCAN_KHUGEPAGED,
585         PGSTEAL_KSWAPD,
586         PGSTEAL_DIRECT,
587         PGSTEAL_KHUGEPAGED,
588         PGFAULT,
589         PGMAJFAULT,
590         PGREFILL,
591         PGACTIVATE,
592         PGDEACTIVATE,
593         PGLAZYFREE,
594         PGLAZYFREED,
595 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
596         ZSWPIN,
597         ZSWPOUT,
598         ZSWPWB,
599 #endif
600 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
601         THP_FAULT_ALLOC,
602         THP_COLLAPSE_ALLOC,
603         THP_SWPOUT,
604         THP_SWPOUT_FALLBACK,
605 #endif
606 };
607
608 #define NR_MEMCG_EVENTS ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat)
609 static int mem_cgroup_events_index[NR_VM_EVENT_ITEMS] __read_mostly;
610
611 static void init_memcg_events(void)
612 {
613         int i;
614
615         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; ++i)
616                 mem_cgroup_events_index[memcg_vm_event_stat[i]] = i + 1;
617 }
618
619 static inline int memcg_events_index(enum vm_event_item idx)
620 {
621         return mem_cgroup_events_index[idx] - 1;
622 }
623
624 struct memcg_vmstats_percpu {
625         /* Stats updates since the last flush */
626         unsigned int                    stats_updates;
627
628         /* Cached pointers for fast iteration in memcg_rstat_updated() */
629         struct memcg_vmstats_percpu     *parent;
630         struct memcg_vmstats            *vmstats;
631
632         /* The above should fit a single cacheline for memcg_rstat_updated() */
633
634         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
635         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
636         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
637
638         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
639         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
640         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
641
642         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
643         unsigned long           nr_page_events;
644         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
645 } ____cacheline_aligned;
646
647 struct memcg_vmstats {
648         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
649         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
650         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
651
652         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
653         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
654         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
655
656         /* Pending child counts during tree propagation */
657         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
658         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
659
660         /* Stats updates since the last flush */
661         atomic64_t              stats_updates;
662 };
663
664 /*
665  * memcg and lruvec stats flushing
666  *
667  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
668  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
669  * flushing the kernel does:
670  *
671  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
672  *    rstat update tree grow unbounded.
673  *
674  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
675  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
676  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
677  *    only for 2 seconds due to (1).
678  */
679 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
680 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
681 static u64 flush_last_time;
682
683 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
684
685 /*
686  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
687  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
688  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
689  * is sufficient.
690  */
691 static void memcg_stats_lock(void)
692 {
693         preempt_disable_nested();
694         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
695 }
696
697 static void __memcg_stats_lock(void)
698 {
699         preempt_disable_nested();
700 }
701
702 static void memcg_stats_unlock(void)
703 {
704         preempt_enable_nested();
705 }
706
707
708 static bool memcg_vmstats_needs_flush(struct memcg_vmstats *vmstats)
709 {
710         return atomic64_read(&vmstats->stats_updates) >
711                 MEMCG_CHARGE_BATCH * num_online_cpus();
712 }
713
714 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
715 {
716         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
717         int cpu = smp_processor_id();
718
719         if (!val)
720                 return;
721
722         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, cpu);
723         statc = this_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu);
724         for (; statc; statc = statc->parent) {
725                 statc->stats_updates += abs(val);
726                 if (statc->stats_updates < MEMCG_CHARGE_BATCH)
727                         continue;
728
729                 /*
730                  * If @memcg is already flush-able, increasing stats_updates is
731                  * redundant. Avoid the overhead of the atomic update.
732                  */
733                 if (!memcg_vmstats_needs_flush(statc->vmstats))
734                         atomic64_add(statc->stats_updates,
735                                      &statc->vmstats->stats_updates);
736                 statc->stats_updates = 0;
737         }
738 }
739
740 static void do_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
741 {
742         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
743                 WRITE_ONCE(flush_last_time, jiffies_64);
744
745         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
746 }
747
748 /*
749  * mem_cgroup_flush_stats - flush the stats of a memory cgroup subtree
750  * @memcg: root of the subtree to flush
751  *
752  * Flushing is serialized by the underlying global rstat lock. There is also a
753  * minimum amount of work to be done even if there are no stat updates to flush.
754  * Hence, we only flush the stats if the updates delta exceeds a threshold. This
755  * avoids unnecessary work and contention on the underlying lock.
756  */
757 void mem_cgroup_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
758 {
759         if (mem_cgroup_disabled())
760                 return;
761
762         if (!memcg)
763                 memcg = root_mem_cgroup;
764
765         if (memcg_vmstats_needs_flush(memcg->vmstats))
766                 do_flush_stats(memcg);
767 }
768
769 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(struct mem_cgroup *memcg)
770 {
771         /* Only flush if the periodic flusher is one full cycle late */
772         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_last_time) + 2*FLUSH_TIME))
773                 mem_cgroup_flush_stats(memcg);
774 }
775
776 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
777 {
778         /*
779          * Deliberately ignore memcg_vmstats_needs_flush() here so that flushing
780          * in latency-sensitive paths is as cheap as possible.
781          */
782         do_flush_stats(root_mem_cgroup);
783         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
784 }
785
786 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
787 {
788         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
789 #ifdef CONFIG_SMP
790         if (x < 0)
791                 x = 0;
792 #endif
793         return x;
794 }
795
796 static int memcg_page_state_unit(int item);
797
798 /*
799  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
800  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
801  */
802 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
803 {
804         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
805
806         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
807                 return val;
808         else
809                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
810 }
811
812 /**
813  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
814  * @memcg: the memory cgroup
815  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
816  * @val: delta to add to the counter, can be negative
817  */
818 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
819 {
820         if (mem_cgroup_disabled())
821                 return;
822
823         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
824         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
825 }
826
827 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
828 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
829 {
830         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
831
832 #ifdef CONFIG_SMP
833         if (x < 0)
834                 x = 0;
835 #endif
836         return x;
837 }
838
839 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
840                               int val)
841 {
842         struct mem_cgroup_per_node *pn;
843         struct mem_cgroup *memcg;
844
845         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
846         memcg = pn->memcg;
847
848         /*
849          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
850          * update their counter from in-interrupt context. For these two
851          * counters we check that the update is never performed from an
852          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
853          */
854         __memcg_stats_lock();
855         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
856                 switch (idx) {
857                 case NR_ANON_MAPPED:
858                 case NR_FILE_MAPPED:
859                 case NR_ANON_THPS:
860                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
861                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
862                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
863                         break;
864                 default:
865                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
866                 }
867         }
868
869         /* Update memcg */
870         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
871
872         /* Update lruvec */
873         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
874
875         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
876         memcg_stats_unlock();
877 }
878
879 /**
880  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
881  * @lruvec: the lruvec
882  * @idx: the stat item
883  * @val: delta to add to the counter, can be negative
884  *
885  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
886  * function updates the all three counters that are affected by a
887  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
888  */
889 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
890                         int val)
891 {
892         /* Update node */
893         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
894
895         /* Update memcg and lruvec */
896         if (!mem_cgroup_disabled())
897                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
898 }
899
900 void __lruvec_stat_mod_folio(struct folio *folio, enum node_stat_item idx,
901                              int val)
902 {
903         struct mem_cgroup *memcg;
904         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
905         struct lruvec *lruvec;
906
907         rcu_read_lock();
908         memcg = folio_memcg(folio);
909         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
910         if (!memcg) {
911                 rcu_read_unlock();
912                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
913                 return;
914         }
915
916         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
917         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
918         rcu_read_unlock();
919 }
920 EXPORT_SYMBOL(__lruvec_stat_mod_folio);
921
922 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
923 {
924         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
925         struct mem_cgroup *memcg;
926         struct lruvec *lruvec;
927
928         rcu_read_lock();
929         memcg = mem_cgroup_from_slab_obj(p);
930
931         /*
932          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
933          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
934          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
935          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
936          */
937         if (!memcg) {
938                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
939         } else {
940                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
941                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
942         }
943         rcu_read_unlock();
944 }
945
946 /**
947  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
948  * @memcg: the memory cgroup
949  * @idx: the event item
950  * @count: the number of events that occurred
951  */
952 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
953                           unsigned long count)
954 {
955         int index = memcg_events_index(idx);
956
957         if (mem_cgroup_disabled() || index < 0)
958                 return;
959
960         memcg_stats_lock();
961         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[index], count);
962         memcg_rstat_updated(memcg, count);
963         memcg_stats_unlock();
964 }
965
966 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
967 {
968         int index = memcg_events_index(event);
969
970         if (index < 0)
971                 return 0;
972         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events[index]);
973 }
974
975 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
976 {
977         int index = memcg_events_index(event);
978
979         if (index < 0)
980                 return 0;
981
982         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events_local[index]);
983 }
984
985 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
986                                          int nr_pages)
987 {
988         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
989         if (nr_pages > 0)
990                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
991         else {
992                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
993                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
994         }
995
996         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
997 }
998
999 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
1000                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1001 {
1002         unsigned long val, next;
1003
1004         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
1005         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
1006         /* from time_after() in jiffies.h */
1007         if ((long)(next - val) < 0) {
1008                 switch (target) {
1009                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1010                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1011                         break;
1012                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1013                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1014                         break;
1015                 default:
1016                         break;
1017                 }
1018                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
1019                 return true;
1020         }
1021         return false;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Check events in order.
1026  *
1027  */
1028 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1029 {
1030         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1031                 return;
1032
1033         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1034         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1035                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1036                 bool do_softlimit;
1037
1038                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1039                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1040                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1041                 if (unlikely(do_softlimit))
1042                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
1043         }
1044 }
1045
1046 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1047 {
1048         /*
1049          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1050          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1051          * So this can be called with p == NULL.
1052          */
1053         if (unlikely(!p))
1054                 return NULL;
1055
1056         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1059
1060 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1061 {
1062         if (!in_task())
1063                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1064         else
1065                 return current->active_memcg;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1070  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1071  *
1072  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
1073  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
1074  * 1) The active memcg, if set.
1075  * 2) current->mm->memcg, if available
1076  * 3) root memcg
1077  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
1078  */
1079 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1080 {
1081         struct mem_cgroup *memcg;
1082
1083         if (mem_cgroup_disabled())
1084                 return NULL;
1085
1086         /*
1087          * Page cache insertions can happen without an
1088          * actual mm context, e.g. during disk probing
1089          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1090          *
1091          * No need to css_get on root memcg as the reference
1092          * counting is disabled on the root level in the
1093          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
1094          */
1095         if (unlikely(!mm)) {
1096                 memcg = active_memcg();
1097                 if (unlikely(memcg)) {
1098                         /* remote memcg must hold a ref */
1099                         css_get(&memcg->css);
1100                         return memcg;
1101                 }
1102                 mm = current->mm;
1103                 if (unlikely(!mm))
1104                         return root_mem_cgroup;
1105         }
1106
1107         rcu_read_lock();
1108         do {
1109                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1110                 if (unlikely(!memcg))
1111                         memcg = root_mem_cgroup;
1112         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1113         rcu_read_unlock();
1114         return memcg;
1115 }
1116 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1117
1118 /**
1119  * get_mem_cgroup_from_current - Obtain a reference on current task's memcg.
1120  */
1121 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1122 {
1123         struct mem_cgroup *memcg;
1124
1125         if (mem_cgroup_disabled())
1126                 return NULL;
1127
1128 again:
1129         rcu_read_lock();
1130         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
1131         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
1132                 rcu_read_unlock();
1133                 goto again;
1134         }
1135         rcu_read_unlock();
1136         return memcg;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1141  * @root: hierarchy root
1142  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1143  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1144  *
1145  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1146  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1147  *
1148  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1149  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1150  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1151  *
1152  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1153  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1154  * same node.
1155  */
1156 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1157                                    struct mem_cgroup *prev,
1158                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1159 {
1160         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1161         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1162         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1163         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1164
1165         if (mem_cgroup_disabled())
1166                 return NULL;
1167
1168         if (!root)
1169                 root = root_mem_cgroup;
1170
1171         rcu_read_lock();
1172
1173         if (reclaim) {
1174                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1175
1176                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1177                 iter = &mz->iter;
1178
1179                 /*
1180                  * On start, join the current reclaim iteration cycle.
1181                  * Exit when a concurrent walker completes it.
1182                  */
1183                 if (!prev)
1184                         reclaim->generation = iter->generation;
1185                 else if (reclaim->generation != iter->generation)
1186                         goto out_unlock;
1187
1188                 while (1) {
1189                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1190                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1191                                 break;
1192                         /*
1193                          * css reference reached zero, so iter->position will
1194                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1195                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1196                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1197                          * might block it. So we clear iter->position right
1198                          * away.
1199                          */
1200                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1201                 }
1202         } else if (prev) {
1203                 pos = prev;
1204         }
1205
1206         if (pos)
1207                 css = &pos->css;
1208
1209         for (;;) {
1210                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1211                 if (!css) {
1212                         /*
1213                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1214                          * new one might jump in right at the end of
1215                          * the hierarchy - make sure they see at least
1216                          * one group and restart from the beginning.
1217                          */
1218                         if (!prev)
1219                                 continue;
1220                         break;
1221                 }
1222
1223                 /*
1224                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1225                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1226                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1227                  */
1228                 if (css == &root->css || css_tryget(css)) {
1229                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1230                         break;
1231                 }
1232         }
1233
1234         if (reclaim) {
1235                 /*
1236                  * The position could have already been updated by a competing
1237                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1238                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1239                  */
1240                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1241
1242                 if (pos)
1243                         css_put(&pos->css);
1244
1245                 if (!memcg)
1246                         iter->generation++;
1247         }
1248
1249 out_unlock:
1250         rcu_read_unlock();
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253
1254         return memcg;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1259  * @root: hierarchy root
1260  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1261  */
1262 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1263                            struct mem_cgroup *prev)
1264 {
1265         if (!root)
1266                 root = root_mem_cgroup;
1267         if (prev && prev != root)
1268                 css_put(&prev->css);
1269 }
1270
1271 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1272                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1273 {
1274         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1275         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1276         int nid;
1277
1278         for_each_node(nid) {
1279                 mz = from->nodeinfo[nid];
1280                 iter = &mz->iter;
1281                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1282         }
1283 }
1284
1285 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1286 {
1287         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1288         struct mem_cgroup *last;
1289
1290         do {
1291                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1292                 last = memcg;
1293         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1294
1295         /*
1296          * When cgroup1 non-hierarchy mode is used,
1297          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1298          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1299          * dead_memcg from cgroup root separately.
1300          */
1301         if (!mem_cgroup_is_root(last))
1302                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1303                                                 dead_memcg);
1304 }
1305
1306 /**
1307  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1308  * @memcg: hierarchy root
1309  * @fn: function to call for each task
1310  * @arg: argument passed to @fn
1311  *
1312  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1313  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1314  * value, the function breaks the iteration loop. Otherwise, it will iterate
1315  * over all tasks and return 0.
1316  *
1317  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1318  */
1319 void mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1320                            int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1321 {
1322         struct mem_cgroup *iter;
1323         int ret = 0;
1324
1325         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
1326
1327         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1328                 struct css_task_iter it;
1329                 struct task_struct *task;
1330
1331                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1332                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1333                         ret = fn(task, arg);
1334                 css_task_iter_end(&it);
1335                 if (ret) {
1336                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1337                         break;
1338                 }
1339         }
1340 }
1341
1342 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1343 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1344 {
1345         struct mem_cgroup *memcg;
1346
1347         if (mem_cgroup_disabled())
1348                 return;
1349
1350         memcg = folio_memcg(folio);
1351
1352         if (!memcg)
1353                 VM_BUG_ON_FOLIO(!mem_cgroup_is_root(lruvec_memcg(lruvec)), folio);
1354         else
1355                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1356 }
1357 #endif
1358
1359 /**
1360  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1361  * @folio: Pointer to the folio.
1362  *
1363  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1364  * - folio locked
1365  * - folio_test_lru false
1366  * - folio_memcg_lock()
1367  * - folio frozen (refcount of 0)
1368  *
1369  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1370  */
1371 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1372 {
1373         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1374
1375         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1376         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1377
1378         return lruvec;
1379 }
1380
1381 /**
1382  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1383  * @folio: Pointer to the folio.
1384  *
1385  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1386  * - folio locked
1387  * - folio_test_lru false
1388  * - folio_memcg_lock()
1389  * - folio frozen (refcount of 0)
1390  *
1391  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1392  * disabled.
1393  */
1394 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1395 {
1396         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1397
1398         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1399         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1400
1401         return lruvec;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1406  * @folio: Pointer to the folio.
1407  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1408  *
1409  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1410  * - folio locked
1411  * - folio_test_lru false
1412  * - folio_memcg_lock()
1413  * - folio frozen (refcount of 0)
1414  *
1415  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1416  * disabled.
1417  */
1418 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1419                 unsigned long *flags)
1420 {
1421         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1422
1423         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1424         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1425
1426         return lruvec;
1427 }
1428
1429 /**
1430  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1431  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1432  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1433  * @zid: zone id of the accounted pages
1434  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1435  *
1436  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1437  * to or just after a page is removed from an lru list.
1438  */
1439 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1440                                 int zid, int nr_pages)
1441 {
1442         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1443         unsigned long *lru_size;
1444         long size;
1445
1446         if (mem_cgroup_disabled())
1447                 return;
1448
1449         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1450         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1451
1452         if (nr_pages < 0)
1453                 *lru_size += nr_pages;
1454
1455         size = *lru_size;
1456         if (WARN_ONCE(size < 0,
1457                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1458                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1459                 VM_BUG_ON(1);
1460                 *lru_size = 0;
1461         }
1462
1463         if (nr_pages > 0)
1464                 *lru_size += nr_pages;
1465 }
1466
1467 /**
1468  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1469  * @memcg: the memory cgroup
1470  *
1471  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1472  * pages.
1473  */
1474 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1475 {
1476         unsigned long margin = 0;
1477         unsigned long count;
1478         unsigned long limit;
1479
1480         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1481         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1482         if (count < limit)
1483                 margin = limit - count;
1484
1485         if (do_memsw_account()) {
1486                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1487                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1488                 if (count < limit)
1489                         margin = min(margin, limit - count);
1490                 else
1491                         margin = 0;
1492         }
1493
1494         return margin;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1499  *
1500  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1501  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1502  * caused by "move".
1503  */
1504 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1505 {
1506         struct mem_cgroup *from;
1507         struct mem_cgroup *to;
1508         bool ret = false;
1509         /*
1510          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1511          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1512          */
1513         spin_lock(&mc.lock);
1514         from = mc.from;
1515         to = mc.to;
1516         if (!from)
1517                 goto unlock;
1518
1519         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1520                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1521 unlock:
1522         spin_unlock(&mc.lock);
1523         return ret;
1524 }
1525
1526 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1527 {
1528         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1529                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1530                         DEFINE_WAIT(wait);
1531                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1532                         /* moving charge context might have finished. */
1533                         if (mc.moving_task)
1534                                 schedule();
1535                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1536                         return true;
1537                 }
1538         }
1539         return false;
1540 }
1541
1542 struct memory_stat {
1543         const char *name;
1544         unsigned int idx;
1545 };
1546
1547 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1548         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1549         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1550         { "kernel",                     MEMCG_KMEM                      },
1551         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1552         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1553         { "sec_pagetables",             NR_SECONDARY_PAGETABLE          },
1554         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1555         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1556         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1557         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1558 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
1559         { "zswap",                      MEMCG_ZSWAP_B                   },
1560         { "zswapped",                   MEMCG_ZSWAPPED                  },
1561 #endif
1562         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1563         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1564         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1565 #ifdef CONFIG_SWAP
1566         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1567 #endif
1568 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1569         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1570         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1571         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1572 #endif
1573         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1574         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1575         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1576         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1577         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1578         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1579         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1580
1581         /* The memory events */
1582         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1583         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1584         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1585         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1586         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1587         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1588         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1589 };
1590
1591 /* The actual unit of the state item, not the same as the output unit */
1592 static int memcg_page_state_unit(int item)
1593 {
1594         switch (item) {
1595         case MEMCG_PERCPU_B:
1596         case MEMCG_ZSWAP_B:
1597         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1598         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1599                 return 1;
1600         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1601                 return SZ_1K;
1602         default:
1603                 return PAGE_SIZE;
1604         }
1605 }
1606
1607 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1608 static int memcg_page_state_output_unit(int item)
1609 {
1610         /*
1611          * Workingset state is actually in pages, but we export it to userspace
1612          * as a scalar count of events, so special case it here.
1613          */
1614         switch (item) {
1615         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1616         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1617         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1618         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1619         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1620         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1621         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1622                 return 1;
1623         default:
1624                 return memcg_page_state_unit(item);
1625         }
1626 }
1627
1628 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1629                                                     int item)
1630 {
1631         return memcg_page_state(memcg, item) *
1632                 memcg_page_state_output_unit(item);
1633 }
1634
1635 static inline unsigned long memcg_page_state_local_output(
1636                 struct mem_cgroup *memcg, int item)
1637 {
1638         return memcg_page_state_local(memcg, item) *
1639                 memcg_page_state_output_unit(item);
1640 }
1641
1642 static void memcg_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1643 {
1644         int i;
1645
1646         /*
1647          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1648          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1649          *
1650          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1651          * 1) generic big picture -> specifics and details
1652          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1653          *
1654          * Current memory state:
1655          */
1656         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
1657
1658         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1659                 u64 size;
1660
1661                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1662                 seq_buf_printf(s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1663
1664                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1665                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1666                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1667                         seq_buf_printf(s, "slab %llu\n", size);
1668                 }
1669         }
1670
1671         /* Accumulated memory events */
1672         seq_buf_printf(s, "pgscan %lu\n",
1673                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1674                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT) +
1675                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KHUGEPAGED));
1676         seq_buf_printf(s, "pgsteal %lu\n",
1677                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1678                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT) +
1679                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KHUGEPAGED));
1680
1681         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat); i++) {
1682                 if (memcg_vm_event_stat[i] == PGPGIN ||
1683                     memcg_vm_event_stat[i] == PGPGOUT)
1684                         continue;
1685
1686                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n",
1687                                vm_event_name(memcg_vm_event_stat[i]),
1688                                memcg_events(memcg, memcg_vm_event_stat[i]));
1689         }
1690
1691         /* The above should easily fit into one page */
1692         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1693 }
1694
1695 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s);
1696
1697 static void memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1698 {
1699         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1700                 memcg_stat_format(memcg, s);
1701         else
1702                 memcg1_stat_format(memcg, s);
1703         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1704 }
1705
1706 /**
1707  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1708  * memory controller.
1709  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1710  * @p: Task that is going to be killed
1711  *
1712  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1713  * enabled
1714  */
1715 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1716 {
1717         rcu_read_lock();
1718
1719         if (memcg) {
1720                 pr_cont(",oom_memcg=");
1721                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1722         } else
1723                 pr_cont(",global_oom");
1724         if (p) {
1725                 pr_cont(",task_memcg=");
1726                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1727         }
1728         rcu_read_unlock();
1729 }
1730
1731 /**
1732  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1733  * memory controller.
1734  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1735  */
1736 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         /* Use static buffer, for the caller is holding oom_lock. */
1739         static char buf[PAGE_SIZE];
1740         struct seq_buf s;
1741
1742         lockdep_assert_held(&oom_lock);
1743
1744         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1745                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1746                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1747         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1748                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1749                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1750                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1751         else {
1752                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1753                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1754                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1755                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1756                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1757                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1758         }
1759
1760         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1761         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1762         pr_cont(":");
1763         seq_buf_init(&s, buf, sizeof(buf));
1764         memory_stat_format(memcg, &s);
1765         seq_buf_do_printk(&s, KERN_INFO);
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1770  */
1771 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1772 {
1773         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1774
1775         if (do_memsw_account()) {
1776                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1777                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1778                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1779
1780                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1781                 }
1782         } else {
1783                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1784                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1785                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1786         }
1787         return max;
1788 }
1789
1790 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         return page_counter_read(&memcg->memory);
1793 }
1794
1795 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1796                                      int order)
1797 {
1798         struct oom_control oc = {
1799                 .zonelist = NULL,
1800                 .nodemask = NULL,
1801                 .memcg = memcg,
1802                 .gfp_mask = gfp_mask,
1803                 .order = order,
1804         };
1805         bool ret = true;
1806
1807         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1808                 return true;
1809
1810         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1811                 goto unlock;
1812
1813         /*
1814          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1815          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1816          */
1817         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1818
1819 unlock:
1820         mutex_unlock(&oom_lock);
1821         return ret;
1822 }
1823
1824 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1825                                    pg_data_t *pgdat,
1826                                    gfp_t gfp_mask,
1827                                    unsigned long *total_scanned)
1828 {
1829         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1830         int total = 0;
1831         int loop = 0;
1832         unsigned long excess;
1833         unsigned long nr_scanned;
1834         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1835                 .pgdat = pgdat,
1836         };
1837
1838         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1839
1840         while (1) {
1841                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1842                 if (!victim) {
1843                         loop++;
1844                         if (loop >= 2) {
1845                                 /*
1846                                  * If we have not been able to reclaim
1847                                  * anything, it might because there are
1848                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1849                                  */
1850                                 if (!total)
1851                                         break;
1852                                 /*
1853                                  * We want to do more targeted reclaim.
1854                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1855                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1856                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1857                                  */
1858                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1859                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1860                                         break;
1861                         }
1862                         continue;
1863                 }
1864                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1865                                         pgdat, &nr_scanned);
1866                 *total_scanned += nr_scanned;
1867                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1868                         break;
1869         }
1870         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1871         return total;
1872 }
1873
1874 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1875 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1876         .name = "memcg_oom_lock",
1877 };
1878 #endif
1879
1880 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1881
1882 /*
1883  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1884  * If someone is running, return false.
1885  */
1886 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1887 {
1888         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1889
1890         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1891
1892         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1893                 if (iter->oom_lock) {
1894                         /*
1895                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1896                          * so we cannot give a lock.
1897                          */
1898                         failed = iter;
1899                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1900                         break;
1901                 } else
1902                         iter->oom_lock = true;
1903         }
1904
1905         if (failed) {
1906                 /*
1907                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1908                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1909                  */
1910                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1911                         if (iter == failed) {
1912                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1913                                 break;
1914                         }
1915                         iter->oom_lock = false;
1916                 }
1917         } else
1918                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1919
1920         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1921
1922         return !failed;
1923 }
1924
1925 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1926 {
1927         struct mem_cgroup *iter;
1928
1929         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1930         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1931         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1932                 iter->oom_lock = false;
1933         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1934 }
1935
1936 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1937 {
1938         struct mem_cgroup *iter;
1939
1940         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1941         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1942                 iter->under_oom++;
1943         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1944 }
1945
1946 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1947 {
1948         struct mem_cgroup *iter;
1949
1950         /*
1951          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1952          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1953          */
1954         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1955         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1956                 if (iter->under_oom > 0)
1957                         iter->under_oom--;
1958         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1959 }
1960
1961 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1962
1963 struct oom_wait_info {
1964         struct mem_cgroup *memcg;
1965         wait_queue_entry_t      wait;
1966 };
1967
1968 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1969         unsigned mode, int sync, void *arg)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1972         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1973         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1974
1975         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1976         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1977
1978         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1979             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1980                 return 0;
1981         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1982 }
1983
1984 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1985 {
1986         /*
1987          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1988          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1989          * this function is called as a result of userland actions
1990          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1991          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1992          * triggering notification.
1993          */
1994         if (memcg && memcg->under_oom)
1995                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1996 }
1997
1998 /*
1999  * Returns true if successfully killed one or more processes. Though in some
2000  * corner cases it can return true even without killing any process.
2001  */
2002 static bool mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2003 {
2004         bool locked, ret;
2005
2006         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2007                 return false;
2008
2009         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
2010
2011         /*
2012          * We are in the middle of the charge context here, so we
2013          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2014          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2015          *
2016          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
2017          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
2018          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
2019          * released.
2020          *
2021          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
2022          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
2023          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
2024          * invoke the oom killer here.
2025          *
2026          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2027          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2028          */
2029         if (READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable)) {
2030                 if (current->in_user_fault) {
2031                         css_get(&memcg->css);
2032                         current->memcg_in_oom = memcg;
2033                         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2034                         current->memcg_oom_order = order;
2035                 }
2036                 return false;
2037         }
2038
2039         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2040
2041         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2042
2043         if (locked)
2044                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2045
2046         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2047         ret = mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2048
2049         if (locked)
2050                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2051
2052         return ret;
2053 }
2054
2055 /**
2056  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2057  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2058  *
2059  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2060  * handler was enabled.
2061  *
2062  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2063  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2064  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2065  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2066  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2067  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2068  *
2069  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2070  * completed, %false otherwise.
2071  */
2072 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2075         struct oom_wait_info owait;
2076         bool locked;
2077
2078         /* OOM is global, do not handle */
2079         if (!memcg)
2080                 return false;
2081
2082         if (!handle)
2083                 goto cleanup;
2084
2085         owait.memcg = memcg;
2086         owait.wait.flags = 0;
2087         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2088         owait.wait.private = current;
2089         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2090
2091         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2092         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2093
2094         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2095
2096         if (locked)
2097                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2098
2099         schedule();
2100         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2101         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2102
2103         if (locked)
2104                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2105 cleanup:
2106         current->memcg_in_oom = NULL;
2107         css_put(&memcg->css);
2108         return true;
2109 }
2110
2111 /**
2112  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2113  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2114  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2115  *
2116  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2117  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2118  *
2119  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2120  */
2121 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2122                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2123 {
2124         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2125         struct mem_cgroup *memcg;
2126
2127         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2128                 return NULL;
2129
2130         if (!oom_domain)
2131                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2132
2133         rcu_read_lock();
2134
2135         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2136         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2137                 goto out;
2138
2139         /*
2140          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2141          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2142          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2143          */
2144         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2145                 goto out;
2146
2147         /*
2148          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2149          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2150          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2151          */
2152         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2153                 if (READ_ONCE(memcg->oom_group))
2154                         oom_group = memcg;
2155
2156                 if (memcg == oom_domain)
2157                         break;
2158         }
2159
2160         if (oom_group)
2161                 css_get(&oom_group->css);
2162 out:
2163         rcu_read_unlock();
2164
2165         return oom_group;
2166 }
2167
2168 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2169 {
2170         pr_info("Tasks in ");
2171         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2172         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2173 }
2174
2175 /**
2176  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2177  * @folio: The folio.
2178  *
2179  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2180  * another cgroup.
2181  *
2182  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2183  * for the lifetime of the folio.
2184  */
2185 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2186 {
2187         struct mem_cgroup *memcg;
2188         unsigned long flags;
2189
2190         /*
2191          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2192          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2193          * because page moving starts with an RCU grace period.
2194          */
2195         rcu_read_lock();
2196
2197         if (mem_cgroup_disabled())
2198                 return;
2199 again:
2200         memcg = folio_memcg(folio);
2201         if (unlikely(!memcg))
2202                 return;
2203
2204 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2205         local_irq_save(flags);
2206         might_lock(&memcg->move_lock);
2207         local_irq_restore(flags);
2208 #endif
2209
2210         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2211                 return;
2212
2213         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2214         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2215                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2216                 goto again;
2217         }
2218
2219         /*
2220          * When charge migration first begins, we can have multiple
2221          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2222          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2223          * move_lock for folio_memcg_unlock().
2224          */
2225         memcg->move_lock_task = current;
2226         memcg->move_lock_flags = flags;
2227 }
2228
2229 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2230 {
2231         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2232                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2233
2234                 memcg->move_lock_task = NULL;
2235                 memcg->move_lock_flags = 0;
2236
2237                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2238         }
2239
2240         rcu_read_unlock();
2241 }
2242
2243 /**
2244  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2245  * @folio: The folio.
2246  *
2247  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2248  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2249  * permit others to change it.
2250  */
2251 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2252 {
2253         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2254 }
2255
2256 struct memcg_stock_pcp {
2257         local_lock_t stock_lock;
2258         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2259         unsigned int nr_pages;
2260
2261 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2262         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2263         struct pglist_data *cached_pgdat;
2264         unsigned int nr_bytes;
2265         int nr_slab_reclaimable_b;
2266         int nr_slab_unreclaimable_b;
2267 #endif
2268
2269         struct work_struct work;
2270         unsigned long flags;
2271 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2272 };
2273 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock) = {
2274         .stock_lock = INIT_LOCAL_LOCK(stock_lock),
2275 };
2276 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2277
2278 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2279 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2280 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2281                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2282 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages);
2283
2284 #else
2285 static inline struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2286 {
2287         return NULL;
2288 }
2289 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2290                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2291 {
2292         return false;
2293 }
2294 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
2295 {
2296 }
2297 #endif
2298
2299 /**
2300  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2301  * @memcg: memcg to consume from.
2302  * @nr_pages: how many pages to charge.
2303  *
2304  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2305  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2306  * service an allocation will refill the stock.
2307  *
2308  * returns true if successful, false otherwise.
2309  */
2310 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2311 {
2312         struct memcg_stock_pcp *stock;
2313         unsigned long flags;
2314         bool ret = false;
2315
2316         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2317                 return ret;
2318
2319         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2320
2321         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2322         if (memcg == READ_ONCE(stock->cached) && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2323                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2324                 ret = true;
2325         }
2326
2327         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2328
2329         return ret;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2334  */
2335 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2336 {
2337         struct mem_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached);
2338
2339         if (!old)
2340                 return;
2341
2342         if (stock->nr_pages) {
2343                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2344                 if (do_memsw_account())
2345                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2346                 stock->nr_pages = 0;
2347         }
2348
2349         css_put(&old->css);
2350         WRITE_ONCE(stock->cached, NULL);
2351 }
2352
2353 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2354 {
2355         struct memcg_stock_pcp *stock;
2356         struct obj_cgroup *old = NULL;
2357         unsigned long flags;
2358
2359         /*
2360          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2361          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2362          * here with IRQ disabled
2363          */
2364         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2365
2366         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2367         old = drain_obj_stock(stock);
2368         drain_stock(stock);
2369         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2370
2371         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2372         if (old)
2373                 obj_cgroup_put(old);
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2378  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2379  */
2380 static void __refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2381 {
2382         struct memcg_stock_pcp *stock;
2383
2384         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2385         if (READ_ONCE(stock->cached) != memcg) { /* reset if necessary */
2386                 drain_stock(stock);
2387                 css_get(&memcg->css);
2388                 WRITE_ONCE(stock->cached, memcg);
2389         }
2390         stock->nr_pages += nr_pages;
2391
2392         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2393                 drain_stock(stock);
2394 }
2395
2396 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2397 {
2398         unsigned long flags;
2399
2400         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2401         __refill_stock(memcg, nr_pages);
2402         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2407  * of the hierarchy under it.
2408  */
2409 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2410 {
2411         int cpu, curcpu;
2412
2413         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2414         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2415                 return;
2416         /*
2417          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2418          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2419          * as well as workers from this path always operate on the local
2420          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2421          */
2422         migrate_disable();
2423         curcpu = smp_processor_id();
2424         for_each_online_cpu(cpu) {
2425                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2426                 struct mem_cgroup *memcg;
2427                 bool flush = false;
2428
2429                 rcu_read_lock();
2430                 memcg = READ_ONCE(stock->cached);
2431                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2432                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2433                         flush = true;
2434                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2435                         flush = true;
2436                 rcu_read_unlock();
2437
2438                 if (flush &&
2439                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2440                         if (cpu == curcpu)
2441                                 drain_local_stock(&stock->work);
2442                         else if (!cpu_is_isolated(cpu))
2443                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2444                 }
2445         }
2446         migrate_enable();
2447         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2448 }
2449
2450 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2451 {
2452         struct memcg_stock_pcp *stock;
2453
2454         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2455         drain_stock(stock);
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2461                                   unsigned int nr_pages,
2462                                   gfp_t gfp_mask)
2463 {
2464         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2465
2466         do {
2467                 unsigned long pflags;
2468
2469                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2470                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2471                         continue;
2472
2473                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2474
2475                 psi_memstall_enter(&pflags);
2476                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2477                                                         gfp_mask,
2478                                                         MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
2479                 psi_memstall_leave(&pflags);
2480         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2481                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2482
2483         return nr_reclaimed;
2484 }
2485
2486 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2487 {
2488         struct mem_cgroup *memcg;
2489
2490         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2491         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2496  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2497  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2498  */
2499 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2500
2501 /*
2502  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2503  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2504  * below.
2505  *
2506  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2507  *   overage ratio to a delay.
2508  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2509  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2510  *   to produce a reasonable delay curve.
2511  *
2512  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2513  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2514  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2515  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2516  * example, with a high of 100 megabytes:
2517  *
2518  *  +-------+------------------------+
2519  *  | usage | time to allocate in ms |
2520  *  +-------+------------------------+
2521  *  | 100M  |                      0 |
2522  *  | 101M  |                      6 |
2523  *  | 102M  |                     25 |
2524  *  | 103M  |                     57 |
2525  *  | 104M  |                    102 |
2526  *  | 105M  |                    159 |
2527  *  | 106M  |                    230 |
2528  *  | 107M  |                    313 |
2529  *  | 108M  |                    409 |
2530  *  | 109M  |                    518 |
2531  *  | 110M  |                    639 |
2532  *  | 111M  |                    774 |
2533  *  | 112M  |                    921 |
2534  *  | 113M  |                   1081 |
2535  *  | 114M  |                   1254 |
2536  *  | 115M  |                   1439 |
2537  *  | 116M  |                   1638 |
2538  *  | 117M  |                   1849 |
2539  *  | 118M  |                   2000 |
2540  *  | 119M  |                   2000 |
2541  *  | 120M  |                   2000 |
2542  *  +-------+------------------------+
2543  */
2544  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2545  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2546
2547 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2548 {
2549         u64 overage;
2550
2551         if (usage <= high)
2552                 return 0;
2553
2554         /*
2555          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2556          * it was a threshold of 1 page
2557          */
2558         high = max(high, 1UL);
2559
2560         overage = usage - high;
2561         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2562         return div64_u64(overage, high);
2563 }
2564
2565 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2566 {
2567         u64 overage, max_overage = 0;
2568
2569         do {
2570                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2571                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2572                 max_overage = max(overage, max_overage);
2573         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2574                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2575
2576         return max_overage;
2577 }
2578
2579 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2580 {
2581         u64 overage, max_overage = 0;
2582
2583         do {
2584                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2585                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2586                 if (overage)
2587                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2588                 max_overage = max(overage, max_overage);
2589         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2590                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2591
2592         return max_overage;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2597  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2598  */
2599 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2600                                           unsigned int nr_pages,
2601                                           u64 max_overage)
2602 {
2603         unsigned long penalty_jiffies;
2604
2605         if (!max_overage)
2606                 return 0;
2607
2608         /*
2609          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2610          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2611          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2612          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2613          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2614          * overage amount.
2615          */
2616         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2617         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2618         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2619
2620         /*
2621          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2622          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2623          * 4N-sized allocation.
2624          *
2625          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2626          * larger the current charge patch is than that.
2627          */
2628         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Reclaims memory over the high limit. Called directly from
2633  * try_charge() (context permitting), as well as from the userland
2634  * return path where reclaim is always able to block.
2635  */
2636 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2637 {
2638         unsigned long penalty_jiffies;
2639         unsigned long pflags;
2640         unsigned long nr_reclaimed;
2641         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2642         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2643         struct mem_cgroup *memcg;
2644         bool in_retry = false;
2645
2646         if (likely(!nr_pages))
2647                 return;
2648
2649         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2650         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2651
2652 retry_reclaim:
2653         /*
2654          * Bail if the task is already exiting. Unlike memory.max,
2655          * memory.high enforcement isn't as strict, and there is no
2656          * OOM killer involved, which means the excess could already
2657          * be much bigger (and still growing) than it could for
2658          * memory.max; the dying task could get stuck in fruitless
2659          * reclaim for a long time, which isn't desirable.
2660          */
2661         if (task_is_dying())
2662                 goto out;
2663
2664         /*
2665          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2666          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2667          * or breaching resource isolation.
2668          *
2669          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2670          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2671          * allocator run every time an allocation is made.
2672          */
2673         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2674                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2675                                     gfp_mask);
2676
2677         /*
2678          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2679          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2680          */
2681         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2682                                                mem_find_max_overage(memcg));
2683
2684         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2685                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2686
2687         /*
2688          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2689          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2690          * extremely slowly.
2691          */
2692         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2693
2694         /*
2695          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2696          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2697          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2698          * been aggressively reclaimed enough yet.
2699          */
2700         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2701                 goto out;
2702
2703         /*
2704          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2705          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2706          * throttling.
2707          */
2708         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2709                 in_retry = true;
2710                 goto retry_reclaim;
2711         }
2712
2713         /*
2714          * Reclaim didn't manage to push usage below the limit, slow
2715          * this allocating task down.
2716          *
2717          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2718          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2719          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2720          */
2721         psi_memstall_enter(&pflags);
2722         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2723         psi_memstall_leave(&pflags);
2724
2725 out:
2726         css_put(&memcg->css);
2727 }
2728
2729 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2730                         unsigned int nr_pages)
2731 {
2732         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2733         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2734         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2735         struct page_counter *counter;
2736         unsigned long nr_reclaimed;
2737         bool passed_oom = false;
2738         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2739         bool drained = false;
2740         bool raised_max_event = false;
2741         unsigned long pflags;
2742
2743 retry:
2744         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2745                 return 0;
2746
2747         if (!do_memsw_account() ||
2748             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2749                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2750                         goto done_restock;
2751                 if (do_memsw_account())
2752                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2753                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2754         } else {
2755                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2756                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2757         }
2758
2759         if (batch > nr_pages) {
2760                 batch = nr_pages;
2761                 goto retry;
2762         }
2763
2764         /*
2765          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2766          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2767          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2768          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2769          */
2770         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2771                 goto force;
2772
2773         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2774                 goto nomem;
2775
2776         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2777                 goto nomem;
2778
2779         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2780         raised_max_event = true;
2781
2782         psi_memstall_enter(&pflags);
2783         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2784                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2785         psi_memstall_leave(&pflags);
2786
2787         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2788                 goto retry;
2789
2790         if (!drained) {
2791                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2792                 drained = true;
2793                 goto retry;
2794         }
2795
2796         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2797                 goto nomem;
2798         /*
2799          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2800          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2801          * before killing the task.
2802          *
2803          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2804          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2805          * to regular pages anyway in case of failure.
2806          */
2807         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2808                 goto retry;
2809         /*
2810          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2811          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2812          */
2813         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2814                 goto retry;
2815
2816         if (nr_retries--)
2817                 goto retry;
2818
2819         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2820                 goto nomem;
2821
2822         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2823         if (passed_oom && task_is_dying())
2824                 goto nomem;
2825
2826         /*
2827          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2828          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2829          * couldn't make any progress.
2830          */
2831         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2832                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2833                 passed_oom = true;
2834                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2835                 goto retry;
2836         }
2837 nomem:
2838         /*
2839          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2840          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2841          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2842          * and let these go through as privileged allocations.
2843          */
2844         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2845                 return -ENOMEM;
2846 force:
2847         /*
2848          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2849          * a MEMCG_MAX event.
2850          */
2851         if (!raised_max_event)
2852                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2853
2854         /*
2855          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2856          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2857          * temporarily by force charging it.
2858          */
2859         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2860         if (do_memsw_account())
2861                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2862
2863         return 0;
2864
2865 done_restock:
2866         if (batch > nr_pages)
2867                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2868
2869         /*
2870          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2871          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2872          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2873          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2874          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2875          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2876          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2877          */
2878         do {
2879                 bool mem_high, swap_high;
2880
2881                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2882                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2883                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2884                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2885
2886                 /* Don't bother a random interrupted task */
2887                 if (!in_task()) {
2888                         if (mem_high) {
2889                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2890                                 break;
2891                         }
2892                         continue;
2893                 }
2894
2895                 if (mem_high || swap_high) {
2896                         /*
2897                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2898                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2899                          * of the memory or swap footprints.
2900                          *
2901                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2902                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2903                          * based on how much each task is actually allocating.
2904                          */
2905                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2906                         set_notify_resume(current);
2907                         break;
2908                 }
2909         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2910
2911         /*
2912          * Reclaim is set up above to be called from the userland
2913          * return path. But also attempt synchronous reclaim to avoid
2914          * excessive overrun while the task is still inside the
2915          * kernel. If this is successful, the return path will see it
2916          * when it rechecks the overage and simply bail out.
2917          */
2918         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2919             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2920             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2921                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2922         return 0;
2923 }
2924
2925 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2926                              unsigned int nr_pages)
2927 {
2928         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2929                 return 0;
2930
2931         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2932 }
2933
2934 /**
2935  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2936  * @memcg: memcg previously charged.
2937  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2938  */
2939 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2940 {
2941         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2942                 return;
2943
2944         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2945         if (do_memsw_account())
2946                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2947 }
2948
2949 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2950 {
2951         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2952         /*
2953          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2954          *
2955          * - the page lock
2956          * - LRU isolation
2957          * - folio_memcg_lock()
2958          * - exclusive reference
2959          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2960          */
2961         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2962 }
2963
2964 /**
2965  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2966  * @folio: folio to commit the charge to.
2967  * @memcg: memcg previously charged.
2968  */
2969 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2970 {
2971         css_get(&memcg->css);
2972         commit_charge(folio, memcg);
2973
2974         local_irq_disable();
2975         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2976         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2977         local_irq_enable();
2978 }
2979
2980 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2981 /*
2982  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2983  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2984  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2985  */
2986 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2987                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2988
2989 /*
2990  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2991  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2992  */
2993 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2994                                      struct pglist_data *pgdat,
2995                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2996 {
2997         struct mem_cgroup *memcg;
2998         struct lruvec *lruvec;
2999
3000         rcu_read_lock();
3001         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3002         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3003         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
3004         rcu_read_unlock();
3005 }
3006
3007 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
3008                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
3009 {
3010         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
3011         unsigned long memcg_data;
3012         void *vec;
3013
3014         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
3015         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
3016                            slab_nid(slab));
3017         if (!vec)
3018                 return -ENOMEM;
3019
3020         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
3021         if (new_slab) {
3022                 /*
3023                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
3024                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
3025                  * be simply assigned.
3026                  */
3027                 slab->memcg_data = memcg_data;
3028         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
3029                 /*
3030                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
3031                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
3032                  * objcg vector should be reused.
3033                  */
3034                 kfree(vec);
3035                 return 0;
3036         }
3037
3038         kmemleak_not_leak(vec);
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 static __always_inline
3043 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
3044 {
3045         /*
3046          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3047          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3048          * slab->memcg_data.
3049          */
3050         if (folio_test_slab(folio)) {
3051                 struct obj_cgroup **objcgs;
3052                 struct slab *slab;
3053                 unsigned int off;
3054
3055                 slab = folio_slab(folio);
3056                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3057                 if (!objcgs)
3058                         return NULL;
3059
3060                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3061                 if (objcgs[off])
3062                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3063
3064                 return NULL;
3065         }
3066
3067         /*
3068          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3069          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3070          * slab->memcg_data has not been freed yet
3071          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3072          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3073          */
3074         return folio_memcg_check(folio);
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3079  *
3080  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3081  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3082  * should be used.
3083  *
3084  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3085  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3086  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3087  *
3088  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3089  * cgroup_mutex, etc.
3090  */
3091 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3092 {
3093         struct folio *folio;
3094
3095         if (mem_cgroup_disabled())
3096                 return NULL;
3097
3098         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3099                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3100         else
3101                 folio = virt_to_folio(p);
3102
3103         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3108  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3109  * allocated using vmalloc().
3110  *
3111  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3112  *
3113  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3114  * cgroup_mutex, etc.
3115  */
3116 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3117 {
3118         if (mem_cgroup_disabled())
3119                 return NULL;
3120
3121         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3122 }
3123
3124 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3125 {
3126         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3127
3128         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3129                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3130                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3131                         break;
3132                 objcg = NULL;
3133         }
3134         return objcg;
3135 }
3136
3137 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3138 {
3139         struct mem_cgroup *memcg;
3140         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3141
3142         do {
3143                 /* Atomically drop the update bit. */
3144                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3145                 if (old) {
3146                         old = (struct obj_cgroup *)
3147                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3148                         if (old)
3149                                 obj_cgroup_put(old);
3150
3151                         old = NULL;
3152                 }
3153
3154                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3155                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3156                         return NULL;
3157
3158                 /*
3159                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3160                  * if try_cmpxcg() below fails.
3161                  */
3162                 if (unlikely(objcg)) {
3163                         obj_cgroup_put(objcg);
3164                         objcg = NULL;
3165                 }
3166
3167                 /*
3168                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3169                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3170                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3171                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3172                  */
3173
3174                 rcu_read_lock();
3175                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3176                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3177                 rcu_read_unlock();
3178
3179                 /*
3180                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3181                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3182                  * the whole procedure should be repeated.
3183                  */
3184         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3185
3186         return objcg;
3187 }
3188
3189 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3190 {
3191         struct mem_cgroup *memcg;
3192         struct obj_cgroup *objcg;
3193
3194         if (in_task()) {
3195                 memcg = current->active_memcg;
3196                 if (unlikely(memcg))
3197                         goto from_memcg;
3198
3199                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3200                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3201                         objcg = current_objcg_update();
3202                 /*
3203                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3204                  * to use the objcg by the current task.
3205                  */
3206                 return objcg;
3207         }
3208
3209         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3210         if (unlikely(memcg))
3211                 goto from_memcg;
3212
3213         return NULL;
3214
3215 from_memcg:
3216         objcg = NULL;
3217         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3218                 /*
3219                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3220                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3221                  * away and can be used within the scope without any additional
3222                  * protection.
3223                  */
3224                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3225                 if (likely(objcg))
3226                         break;
3227         }
3228
3229         return objcg;
3230 }
3231
3232 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3233 {
3234         struct obj_cgroup *objcg;
3235
3236         if (!memcg_kmem_online())
3237                 return NULL;
3238
3239         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3240                 objcg = __folio_objcg(folio);
3241                 obj_cgroup_get(objcg);
3242         } else {
3243                 struct mem_cgroup *memcg;
3244
3245                 rcu_read_lock();
3246                 memcg = __folio_memcg(folio);
3247                 if (memcg)
3248                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3249                 else
3250                         objcg = NULL;
3251                 rcu_read_unlock();
3252         }
3253         return objcg;
3254 }
3255
3256 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3257 {
3258         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3259         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3260                 if (nr_pages > 0)
3261                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3262                 else
3263                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3264         }
3265 }
3266
3267
3268 /*
3269  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3270  * @objcg: object cgroup to uncharge
3271  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3272  */
3273 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3274                                       unsigned int nr_pages)
3275 {
3276         struct mem_cgroup *memcg;
3277
3278         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3279
3280         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3281         refill_stock(memcg, nr_pages);
3282
3283         css_put(&memcg->css);
3284 }
3285
3286 /*
3287  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3288  * @objcg: object cgroup to charge
3289  * @gfp: reclaim mode
3290  * @nr_pages: number of pages to charge
3291  *
3292  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3293  */
3294 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3295                                    unsigned int nr_pages)
3296 {
3297         struct mem_cgroup *memcg;
3298         int ret;
3299
3300         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3301
3302         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3303         if (ret)
3304                 goto out;
3305
3306         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3307 out:
3308         css_put(&memcg->css);
3309
3310         return ret;
3311 }
3312
3313 /**
3314  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3315  * @page: page to charge
3316  * @gfp: reclaim mode
3317  * @order: allocation order
3318  *
3319  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3320  */
3321 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3322 {
3323         struct obj_cgroup *objcg;
3324         int ret = 0;
3325
3326         objcg = current_obj_cgroup();
3327         if (objcg) {
3328                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3329                 if (!ret) {
3330                         obj_cgroup_get(objcg);
3331                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3332                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3333                         return 0;
3334                 }
3335         }
3336         return ret;
3337 }
3338
3339 /**
3340  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3341  * @page: page to uncharge
3342  * @order: allocation order
3343  */
3344 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3345 {
3346         struct folio *folio = page_folio(page);
3347         struct obj_cgroup *objcg;
3348         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3349
3350         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3351                 return;
3352
3353         objcg = __folio_objcg(folio);
3354         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3355         folio->memcg_data = 0;
3356         obj_cgroup_put(objcg);
3357 }
3358
3359 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3360                      enum node_stat_item idx, int nr)
3361 {
3362         struct memcg_stock_pcp *stock;
3363         struct obj_cgroup *old = NULL;
3364         unsigned long flags;
3365         int *bytes;
3366
3367         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3368         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3369
3370         /*
3371          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3372          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3373          * changes.
3374          */
3375         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3376                 old = drain_obj_stock(stock);
3377                 obj_cgroup_get(objcg);
3378                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3379                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3380                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3381                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3382         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3383                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3384                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3385
3386                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3387                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3388                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3389                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3390                 }
3391                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3392                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3393                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3394                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3395                 }
3396                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3397         }
3398
3399         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3400                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3401         /*
3402          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3403          * cached locally at least once before pushing it out.
3404          */
3405         if (!*bytes) {
3406                 *bytes = nr;
3407                 nr = 0;
3408         } else {
3409                 *bytes += nr;
3410                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3411                         nr = *bytes;
3412                         *bytes = 0;
3413                 } else {
3414                         nr = 0;
3415                 }
3416         }
3417         if (nr)
3418                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3419
3420         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3421         if (old)
3422                 obj_cgroup_put(old);
3423 }
3424
3425 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3426 {
3427         struct memcg_stock_pcp *stock;
3428         unsigned long flags;
3429         bool ret = false;
3430
3431         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3432
3433         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3434         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3435                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3436                 ret = true;
3437         }
3438
3439         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3440
3441         return ret;
3442 }
3443
3444 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3445 {
3446         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3447
3448         if (!old)
3449                 return NULL;
3450
3451         if (stock->nr_bytes) {
3452                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3453                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3454
3455                 if (nr_pages) {
3456                         struct mem_cgroup *memcg;
3457
3458                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3459
3460                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3461                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3462
3463                         css_put(&memcg->css);
3464                 }
3465
3466                 /*
3467                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3468                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3469                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3470                  * refill_obj_stock().
3471                  *
3472                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3473                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3474                  * so it might be changed in the future.
3475                  */
3476                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3477                 stock->nr_bytes = 0;
3478         }
3479
3480         /*
3481          * Flush the vmstat data in current stock
3482          */
3483         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3484                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3485                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3486                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3487                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3488                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3489                 }
3490                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3491                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3492                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3493                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3494                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3495                 }
3496                 stock->cached_pgdat = NULL;
3497         }
3498
3499         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3500         /*
3501          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3502          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3503          */
3504         return old;
3505 }
3506
3507 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3508                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3509 {
3510         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3511         struct mem_cgroup *memcg;
3512
3513         if (objcg) {
3514                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3515                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3516                         return true;
3517         }
3518
3519         return false;
3520 }
3521
3522 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3523                              bool allow_uncharge)
3524 {
3525         struct memcg_stock_pcp *stock;
3526         struct obj_cgroup *old = NULL;
3527         unsigned long flags;
3528         unsigned int nr_pages = 0;
3529
3530         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3531
3532         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3533         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3534                 old = drain_obj_stock(stock);
3535                 obj_cgroup_get(objcg);
3536                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3537                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3538                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3539                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3540         }
3541         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3542
3543         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3544                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3545                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3546         }
3547
3548         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3549         if (old)
3550                 obj_cgroup_put(old);
3551
3552         if (nr_pages)
3553                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3554 }
3555
3556 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3557 {
3558         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3559         int ret;
3560
3561         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3562                 return 0;
3563
3564         /*
3565          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3566          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3567          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3568          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3569          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3570          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3571          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3572          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3573          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3574          *
3575          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3576          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3577          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3578          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3579          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3580          * page uncharge right after a page charge, we set the
3581          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3582          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3583          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3584          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3585          * race.
3586          */
3587         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3588         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3589
3590         if (nr_bytes)
3591                 nr_pages += 1;
3592
3593         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3594         if (!ret && nr_bytes)
3595                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3596
3597         return ret;
3598 }
3599
3600 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3601 {
3602         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3603 }
3604
3605 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3606
3607 /*
3608  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3609  */
3610 void split_page_memcg(struct page *head, int old_order, int new_order)
3611 {
3612         struct folio *folio = page_folio(head);
3613         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3614         int i;
3615         unsigned int old_nr = 1 << old_order;
3616         unsigned int new_nr = 1 << new_order;
3617
3618         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3619                 return;
3620
3621         for (i = new_nr; i < old_nr; i += new_nr)
3622                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3623
3624         if (folio_memcg_kmem(folio))
3625                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), old_nr / new_nr - 1);
3626         else
3627                 css_get_many(&memcg->css, old_nr / new_nr - 1);
3628 }
3629
3630 #ifdef CONFIG_SWAP
3631 /**
3632  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3633  * @entry: swap entry to be moved
3634  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3635  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3636  *
3637  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3638  * as the mem_cgroup's id of @from.
3639  *
3640  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3641  *
3642  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3643  * both res and memsw, and called css_get().
3644  */
3645 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3646                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3647 {
3648         unsigned short old_id, new_id;
3649
3650         old_id = mem_cgroup_id(from);
3651         new_id = mem_cgroup_id(to);
3652
3653         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3654                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3655                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3656                 return 0;
3657         }
3658         return -EINVAL;
3659 }
3660 #else
3661 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3662                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3663 {
3664         return -EINVAL;
3665 }
3666 #endif
3667
3668 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3669
3670 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3671                                  unsigned long max, bool memsw)
3672 {
3673         bool enlarge = false;
3674         bool drained = false;
3675         int ret;
3676         bool limits_invariant;
3677         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3678
3679         do {
3680                 if (signal_pending(current)) {
3681                         ret = -EINTR;
3682                         break;
3683                 }
3684
3685                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3686                 /*
3687                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3688                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3689                  */
3690                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3691                                            max <= memcg->memsw.max;
3692                 if (!limits_invariant) {
3693                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3694                         ret = -EINVAL;
3695                         break;
3696                 }
3697                 if (max > counter->max)
3698                         enlarge = true;
3699                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3700                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3701
3702                 if (!ret)
3703                         break;
3704
3705                 if (!drained) {
3706                         drain_all_stock(memcg);
3707                         drained = true;
3708                         continue;
3709                 }
3710
3711                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3712                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3713                         ret = -EBUSY;
3714                         break;
3715                 }
3716         } while (true);
3717
3718         if (!ret && enlarge)
3719                 memcg_oom_recover(memcg);
3720
3721         return ret;
3722 }
3723
3724 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3725                                             gfp_t gfp_mask,
3726                                             unsigned long *total_scanned)
3727 {
3728         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3729         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3730         unsigned long reclaimed;
3731         int loop = 0;
3732         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3733         unsigned long excess;
3734
3735         if (lru_gen_enabled())
3736                 return 0;
3737
3738         if (order > 0)
3739                 return 0;
3740
3741         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3742
3743         /*
3744          * Do not even bother to check the largest node if the root
3745          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3746          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3747          */
3748         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3749                 return 0;
3750
3751         /*
3752          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3753          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3754          * pressure
3755          */
3756         do {
3757                 if (next_mz)
3758                         mz = next_mz;
3759                 else
3760                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3761                 if (!mz)
3762                         break;
3763
3764                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3765                                                     gfp_mask, total_scanned);
3766                 nr_reclaimed += reclaimed;
3767                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3768
3769                 /*
3770                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3771                  * it is time to move on to the next cgroup
3772                  */
3773                 next_mz = NULL;
3774                 if (!reclaimed)
3775                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3776
3777                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3778                 /*
3779                  * One school of thought says that we should not add
3780                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3781                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3782                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3783                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3784                  * term TODO.
3785                  */
3786                 /* If excess == 0, no tree ops */
3787                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3788                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3789                 css_put(&mz->memcg->css);
3790                 loop++;
3791                 /*
3792                  * Could not reclaim anything and there are no more
3793                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3794                  * reclaiming anything.
3795                  */
3796                 if (!nr_reclaimed &&
3797                         (next_mz == NULL ||
3798                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3799                         break;
3800         } while (!nr_reclaimed);
3801         if (next_mz)
3802                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3803         return nr_reclaimed;
3804 }
3805
3806 /*
3807  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3808  *
3809  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3810  */
3811 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3812 {
3813         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3814
3815         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3816         lru_add_drain_all();
3817
3818         drain_all_stock(memcg);
3819
3820         /* try to free all pages in this cgroup */
3821         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3822                 if (signal_pending(current))
3823                         return -EINTR;
3824
3825                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3826                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3827                         nr_retries--;
3828         }
3829
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3834                                             char *buf, size_t nbytes,
3835                                             loff_t off)
3836 {
3837         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3838
3839         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3840                 return -EINVAL;
3841         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3842 }
3843
3844 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3845                                      struct cftype *cft)
3846 {
3847         return 1;
3848 }
3849
3850 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3851                                       struct cftype *cft, u64 val)
3852 {
3853         if (val == 1)
3854                 return 0;
3855
3856         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3857                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3858                      "depend on this functionality.\n");
3859
3860         return -EINVAL;
3861 }
3862
3863 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3864 {
3865         unsigned long val;
3866
3867         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3868                 /*
3869                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3870                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3871                  */
3872                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3873                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3874                 if (swap)
3875                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3876         } else {
3877                 if (!swap)
3878                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3879                 else
3880                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3881         }
3882         return val;
3883 }
3884
3885 enum {
3886         RES_USAGE,
3887         RES_LIMIT,
3888         RES_MAX_USAGE,
3889         RES_FAILCNT,
3890         RES_SOFT_LIMIT,
3891 };
3892
3893 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3894                                struct cftype *cft)
3895 {
3896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3897         struct page_counter *counter;
3898
3899         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3900         case _MEM:
3901                 counter = &memcg->memory;
3902                 break;
3903         case _MEMSWAP:
3904                 counter = &memcg->memsw;
3905                 break;
3906         case _KMEM:
3907                 counter = &memcg->kmem;
3908                 break;
3909         case _TCP:
3910                 counter = &memcg->tcpmem;
3911                 break;
3912         default:
3913                 BUG();
3914         }
3915
3916         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3917         case RES_USAGE:
3918                 if (counter == &memcg->memory)
3919                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3920                 if (counter == &memcg->memsw)
3921                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3922                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3923         case RES_LIMIT:
3924                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3925         case RES_MAX_USAGE:
3926                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3927         case RES_FAILCNT:
3928                 return counter->failcnt;
3929         case RES_SOFT_LIMIT:
3930                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3931         default:
3932                 BUG();
3933         }
3934 }
3935
3936 /*
3937  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3938  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3939  */
3940 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3941                                      __always_unused void *v)
3942 {
3943         return -EINVAL;
3944 }
3945
3946 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3947 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3948 {
3949         struct obj_cgroup *objcg;
3950
3951         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3952                 return 0;
3953
3954         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3955                 return 0;
3956
3957         objcg = obj_cgroup_alloc();
3958         if (!objcg)
3959                 return -ENOMEM;
3960
3961         objcg->memcg = memcg;
3962         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3963         obj_cgroup_get(objcg);
3964         memcg->orig_objcg = objcg;
3965
3966         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3967
3968         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3969
3970         return 0;
3971 }
3972
3973 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3974 {
3975         struct mem_cgroup *parent;
3976
3977         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3978                 return;
3979
3980         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3981                 return;
3982
3983         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3984         if (!parent)
3985                 parent = root_mem_cgroup;
3986
3987         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3988
3989         /*
3990          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3991          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3992          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3993          * memcg_reparent_list_lrus().
3994          */
3995         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3996 }
3997 #else
3998 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3999 {
4000         return 0;
4001 }
4002 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4003 {
4004 }
4005 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4006
4007 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
4008 {
4009         int ret;
4010
4011         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
4012
4013         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
4014         if (ret)
4015                 goto out;
4016
4017         if (!memcg->tcpmem_active) {
4018                 /*
4019                  * The active flag needs to be written after the static_key
4020                  * update. This is what guarantees that the socket activation
4021                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
4022                  * for details, and note that we don't mark any socket as
4023                  * belonging to this memcg until that flag is up.
4024                  *
4025                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
4026                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
4027                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
4028                  * yet, we'll lose accounting.
4029                  *
4030                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
4031                  * because when this value change, the code to process it is not
4032                  * patched in yet.
4033                  */
4034                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4035                 memcg->tcpmem_active = true;
4036         }
4037 out:
4038         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 /*
4043  * The user of this function is...
4044  * RES_LIMIT.
4045  */
4046 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4047                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4048 {
4049         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4050         unsigned long nr_pages;
4051         int ret;
4052
4053         buf = strstrip(buf);
4054         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4055         if (ret)
4056                 return ret;
4057
4058         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4059         case RES_LIMIT:
4060                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4061                         ret = -EINVAL;
4062                         break;
4063                 }
4064                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4065                 case _MEM:
4066                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4067                         break;
4068                 case _MEMSWAP:
4069                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4070                         break;
4071                 case _KMEM:
4072                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4073                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4074                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4075                                      "depend on this functionality.\n");
4076                         ret = 0;
4077                         break;
4078                 case _TCP:
4079                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4080                         break;
4081                 }
4082                 break;
4083         case RES_SOFT_LIMIT:
4084                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4085                         ret = -EOPNOTSUPP;
4086                 } else {
4087                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4088                         ret = 0;
4089                 }
4090                 break;
4091         }
4092         return ret ?: nbytes;
4093 }
4094
4095 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4096                                 size_t nbytes, loff_t off)
4097 {
4098         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4099         struct page_counter *counter;
4100
4101         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4102         case _MEM:
4103                 counter = &memcg->memory;
4104                 break;
4105         case _MEMSWAP:
4106                 counter = &memcg->memsw;
4107                 break;
4108         case _KMEM:
4109                 counter = &memcg->kmem;
4110                 break;
4111         case _TCP:
4112                 counter = &memcg->tcpmem;
4113                 break;
4114         default:
4115                 BUG();
4116         }
4117
4118         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4119         case RES_MAX_USAGE:
4120                 page_counter_reset_watermark(counter);
4121                 break;
4122         case RES_FAILCNT:
4123                 counter->failcnt = 0;
4124                 break;
4125         default:
4126                 BUG();
4127         }
4128
4129         return nbytes;
4130 }
4131
4132 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4133                                         struct cftype *cft)
4134 {
4135         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4136 }
4137
4138 #ifdef CONFIG_MMU
4139 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4140                                         struct cftype *cft, u64 val)
4141 {
4142         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4143
4144         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4145                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4146                      "depend on this functionality.\n");
4147
4148         if (val & ~MOVE_MASK)
4149                 return -EINVAL;
4150
4151         /*
4152          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4153          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4154          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4155          * affect task migrations starting after the change.
4156          */
4157         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4158         return 0;
4159 }
4160 #else
4161 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4162                                         struct cftype *cft, u64 val)
4163 {
4164         return -ENOSYS;
4165 }
4166 #endif
4167
4168 #ifdef CONFIG_NUMA
4169
4170 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4171 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4172 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4173
4174 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4175                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4176 {
4177         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4178         unsigned long nr = 0;
4179         enum lru_list lru;
4180
4181         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4182
4183         for_each_lru(lru) {
4184                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4185                         continue;
4186                 if (tree)
4187                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4188                 else
4189                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4190         }
4191         return nr;
4192 }
4193
4194 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4195                                              unsigned int lru_mask,
4196                                              bool tree)
4197 {
4198         unsigned long nr = 0;
4199         enum lru_list lru;
4200
4201         for_each_lru(lru) {
4202                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4203                         continue;
4204                 if (tree)
4205                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4206                 else
4207                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4208         }
4209         return nr;
4210 }
4211
4212 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4213 {
4214         struct numa_stat {
4215                 const char *name;
4216                 unsigned int lru_mask;
4217         };
4218
4219         static const struct numa_stat stats[] = {
4220                 { "total", LRU_ALL },
4221                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4222                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4223                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4224         };
4225         const struct numa_stat *stat;
4226         int nid;
4227         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4228
4229         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4230
4231         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4232                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4233                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4234                                                    false));
4235                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4236                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4237                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4238                                                         stat->lru_mask, false));
4239                 seq_putc(m, '\n');
4240         }
4241
4242         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4243
4244                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4245                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4246                                                    true));
4247                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4248                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4249                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4250                                                         stat->lru_mask, true));
4251                 seq_putc(m, '\n');
4252         }
4253
4254         return 0;
4255 }
4256 #endif /* CONFIG_NUMA */
4257
4258 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4259         NR_FILE_PAGES,
4260         NR_ANON_MAPPED,
4261 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4262         NR_ANON_THPS,
4263 #endif
4264         NR_SHMEM,
4265         NR_FILE_MAPPED,
4266         NR_FILE_DIRTY,
4267         NR_WRITEBACK,
4268         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4269         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4270 #ifdef CONFIG_SWAP
4271         MEMCG_SWAP,
4272         NR_SWAPCACHE,
4273 #endif
4274 };
4275
4276 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4277         "cache",
4278         "rss",
4279 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4280         "rss_huge",
4281 #endif
4282         "shmem",
4283         "mapped_file",
4284         "dirty",
4285         "writeback",
4286         "workingset_refault_anon",
4287         "workingset_refault_file",
4288 #ifdef CONFIG_SWAP
4289         "swap",
4290         "swapcached",
4291 #endif
4292 };
4293
4294 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4295 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4296         PGPGIN,
4297         PGPGOUT,
4298         PGFAULT,
4299         PGMAJFAULT,
4300 };
4301
4302 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4303 {
4304         unsigned long memory, memsw;
4305         struct mem_cgroup *mi;
4306         unsigned int i;
4307
4308         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4309
4310         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4311
4312         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4313                 unsigned long nr;
4314
4315                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4316                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4317         }
4318
4319         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4320                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4321                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4322
4323         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4324                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4325                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4326                                PAGE_SIZE);
4327
4328         /* Hierarchical information */
4329         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4330         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4331                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4332                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4333         }
4334         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4335                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4336         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4337                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4338
4339         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4340                 unsigned long nr;
4341
4342                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4343                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4344                                (u64)nr);
4345         }
4346
4347         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4348                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4349                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4350                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4351
4352         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4353                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4354                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4355                                PAGE_SIZE);
4356
4357 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4358         {
4359                 pg_data_t *pgdat;
4360                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4361                 unsigned long anon_cost = 0;
4362                 unsigned long file_cost = 0;
4363
4364                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4365                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4366
4367                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4368                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4369                 }
4370                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4371                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4372         }
4373 #endif
4374 }
4375
4376 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4377                                       struct cftype *cft)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4380
4381         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4382 }
4383
4384 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4385                                        struct cftype *cft, u64 val)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4388
4389         if (val > 200)
4390                 return -EINVAL;
4391
4392         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4393                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4394         else
4395                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4396
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4401 {
4402         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4403         unsigned long usage;
4404         int i;
4405
4406         rcu_read_lock();
4407         if (!swap)
4408                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4409         else
4410                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4411
4412         if (!t)
4413                 goto unlock;
4414
4415         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4416
4417         /*
4418          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4419          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4420          * call of __mem_cgroup_threshold().
4421          */
4422         i = t->current_threshold;
4423
4424         /*
4425          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4426          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4427          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4428          * only one element of the array here.
4429          */
4430         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4431                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4432
4433         /* i = current_threshold + 1 */
4434         i++;
4435
4436         /*
4437          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4438          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4439          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4440          * only one element of the array here.
4441          */
4442         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4443                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4444
4445         /* Update current_threshold */
4446         t->current_threshold = i - 1;
4447 unlock:
4448         rcu_read_unlock();
4449 }
4450
4451 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4452 {
4453         while (memcg) {
4454                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4455                 if (do_memsw_account())
4456                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4457
4458                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4459         }
4460 }
4461
4462 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4463 {
4464         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4465         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4466
4467         if (_a->threshold > _b->threshold)
4468                 return 1;
4469
4470         if (_a->threshold < _b->threshold)
4471                 return -1;
4472
4473         return 0;
4474 }
4475
4476 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4477 {
4478         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4479
4480         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4481
4482         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4483                 eventfd_signal(ev->eventfd);
4484
4485         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4490 {
4491         struct mem_cgroup *iter;
4492
4493         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4494                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4495 }
4496
4497 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4498         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4499 {
4500         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4501         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4502         unsigned long threshold;
4503         unsigned long usage;
4504         int i, size, ret;
4505
4506         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4507         if (ret)
4508                 return ret;
4509
4510         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4511
4512         if (type == _MEM) {
4513                 thresholds = &memcg->thresholds;
4514                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4515         } else if (type == _MEMSWAP) {
4516                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4517                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4518         } else
4519                 BUG();
4520
4521         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4522         if (thresholds->primary)
4523                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4524
4525         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4526
4527         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4528         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4529         if (!new) {
4530                 ret = -ENOMEM;
4531                 goto unlock;
4532         }
4533         new->size = size;
4534
4535         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4536         if (thresholds->primary)
4537                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4538                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4539
4540         /* Add new threshold */
4541         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4542         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4543
4544         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4545         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4546                         compare_thresholds, NULL);
4547
4548         /* Find current threshold */
4549         new->current_threshold = -1;
4550         for (i = 0; i < size; i++) {
4551                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4552                         /*
4553                          * new->current_threshold will not be used until
4554                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4555                          * it here.
4556                          */
4557                         ++new->current_threshold;
4558                 } else
4559                         break;
4560         }
4561
4562         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4563         kfree(thresholds->spare);
4564         thresholds->spare = thresholds->primary;
4565
4566         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4567
4568         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4569         synchronize_rcu();
4570
4571 unlock:
4572         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4573
4574         return ret;
4575 }
4576
4577 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4578         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4579 {
4580         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4581 }
4582
4583 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4584         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4585 {
4586         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4587 }
4588
4589 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4590         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4591 {
4592         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4593         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4594         unsigned long usage;
4595         int i, j, size, entries;
4596
4597         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4598
4599         if (type == _MEM) {
4600                 thresholds = &memcg->thresholds;
4601                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4602         } else if (type == _MEMSWAP) {
4603                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4604                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4605         } else
4606                 BUG();
4607
4608         if (!thresholds->primary)
4609                 goto unlock;
4610
4611         /* Check if a threshold crossed before removing */
4612         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4613
4614         /* Calculate new number of threshold */
4615         size = entries = 0;
4616         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4617                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4618                         size++;
4619                 else
4620                         entries++;
4621         }
4622
4623         new = thresholds->spare;
4624
4625         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4626         if (!entries)
4627                 goto unlock;
4628
4629         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4630         if (!size) {
4631                 kfree(new);
4632                 new = NULL;
4633                 goto swap_buffers;
4634         }
4635
4636         new->size = size;
4637
4638         /* Copy thresholds and find current threshold */
4639         new->current_threshold = -1;
4640         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4641                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4642                         continue;
4643
4644                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4645                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4646                         /*
4647                          * new->current_threshold will not be used
4648                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4649                          * it here.
4650                          */
4651                         ++new->current_threshold;
4652                 }
4653                 j++;
4654         }
4655
4656 swap_buffers:
4657         /* Swap primary and spare array */
4658         thresholds->spare = thresholds->primary;
4659
4660         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4661
4662         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4663         synchronize_rcu();
4664
4665         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4666         if (!new) {
4667                 kfree(thresholds->spare);
4668                 thresholds->spare = NULL;
4669         }
4670 unlock:
4671         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4672 }
4673
4674 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4675         struct eventfd_ctx *eventfd)
4676 {
4677         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4678 }
4679
4680 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4681         struct eventfd_ctx *eventfd)
4682 {
4683         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4684 }
4685
4686 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4687         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4688 {
4689         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4690
4691         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4692         if (!event)
4693                 return -ENOMEM;
4694
4695         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4696
4697         event->eventfd = eventfd;
4698         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4699
4700         /* already in OOM ? */
4701         if (memcg->under_oom)
4702                 eventfd_signal(eventfd);
4703         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4704
4705         return 0;
4706 }
4707
4708 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4709         struct eventfd_ctx *eventfd)
4710 {
4711         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4712
4713         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4714
4715         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4716                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4717                         list_del(&ev->list);
4718                         kfree(ev);
4719                 }
4720         }
4721
4722         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4723 }
4724
4725 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4726 {
4727         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4728
4729         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4730         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4731         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4732                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4733         return 0;
4734 }
4735
4736 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4737         struct cftype *cft, u64 val)
4738 {
4739         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4740
4741         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4742         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4743                 return -EINVAL;
4744
4745         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4746         if (!val)
4747                 memcg_oom_recover(memcg);
4748
4749         return 0;
4750 }
4751
4752 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4753
4754 #include <trace/events/writeback.h>
4755
4756 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4757 {
4758         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4759 }
4760
4761 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4762 {
4763         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4764 }
4765
4766 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4767 {
4768         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4769 }
4770
4771 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4772 {
4773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4774
4775         if (!memcg->css.parent)
4776                 return NULL;
4777
4778         return &memcg->cgwb_domain;
4779 }
4780
4781 /**
4782  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4783  * @wb: bdi_writeback in question
4784  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4785  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4786  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4787  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4788  *
4789  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4790  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4791  * is a bit more involved.
4792  *
4793  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4794  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4795  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4796  * available memory in the system.  The caller should further cap
4797  * *@pheadroom accordingly.
4798  */
4799 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4800                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4801                          unsigned long *pwriteback)
4802 {
4803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4804         struct mem_cgroup *parent;
4805
4806         mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(memcg);
4807
4808         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4809         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4810         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4811                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4812
4813         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4814         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4815                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4816                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4817                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4818
4819                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4820                 memcg = parent;
4821         }
4822 }
4823
4824 /*
4825  * Foreign dirty flushing
4826  *
4827  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4828  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4829  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4830  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4831  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4832  * different cgroups isn't a common use-case.
4833  *
4834  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4835  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4836  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4837  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4838  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4839  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4840  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4841  * make writeback of the dirty pages happen.
4842  *
4843  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4844  * severely throttled after making some progress after each
4845  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4846  * completely idle.
4847  *
4848  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4849  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4850  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4851  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4852  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4853  *
4854  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4855  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4856  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4857  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4858  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4859  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4860  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4861  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4862  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4863  *
4864  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4865  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4866  * records are lockless and racy.
4867  */
4868 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4869                                              struct bdi_writeback *wb)
4870 {
4871         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4872         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4873         u64 now = get_jiffies_64();
4874         u64 oldest_at = now;
4875         int oldest = -1;
4876         int i;
4877
4878         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4879
4880         /*
4881          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4882          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4883          * written out.
4884          */
4885         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4886                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4887                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4888                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4889                         break;
4890                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4891                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4892                         oldest = i;
4893                         oldest_at = frn->at;
4894                 }
4895         }
4896
4897         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4898                 /*
4899                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4900                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4901                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4902                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4903                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4904                  */
4905                 unsigned long update_intv =
4906                         min_t(unsigned long, HZ,
4907                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4908
4909                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4910                         frn->at = now;
4911         } else if (oldest >= 0) {
4912                 /* replace the oldest free one */
4913                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4914                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4915                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4916                 frn->at = now;
4917         }
4918 }
4919
4920 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4921 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4922 {
4923         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4924         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4925         u64 now = jiffies_64;
4926         int i;
4927
4928         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4929                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4930
4931                 /*
4932                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4933                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4934                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4935                  * already one in flight.
4936                  */
4937                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4938                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4939                         frn->at = 0;
4940                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4941                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4942                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4943                                                &frn->done);
4944                 }
4945         }
4946 }
4947
4948 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4949
4950 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4951 {
4952         return 0;
4953 }
4954
4955 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4956 {
4957 }
4958
4959 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4960 {
4961 }
4962
4963 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4964
4965 /*
4966  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4967  *
4968  * "cgroup.event_control" implementation.
4969  *
4970  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4971  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4972  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4973  *
4974  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4975  * possible.
4976  */
4977
4978 /*
4979  * Unregister event and free resources.
4980  *
4981  * Gets called from workqueue.
4982  */
4983 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4984 {
4985         struct mem_cgroup_event *event =
4986                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4987         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4988
4989         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4990
4991         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4992
4993         /* Notify userspace the event is going away. */
4994         eventfd_signal(event->eventfd);
4995
4996         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4997         kfree(event);
4998         css_put(&memcg->css);
4999 }
5000
5001 /*
5002  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
5003  *
5004  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5005  */
5006 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
5007                             int sync, void *key)
5008 {
5009         struct mem_cgroup_event *event =
5010                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5011         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5012         __poll_t flags = key_to_poll(key);
5013
5014         if (flags & EPOLLHUP) {
5015                 /*
5016                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5017                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5018                  * for us.
5019                  *
5020                  * We can't race against event freeing since the other
5021                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5022                  * which we hold.
5023                  */
5024                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5025                 if (!list_empty(&event->list)) {
5026                         list_del_init(&event->list);
5027                         /*
5028                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5029                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5030                          */
5031                         schedule_work(&event->remove);
5032                 }
5033                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5034         }
5035
5036         return 0;
5037 }
5038
5039 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5040                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5041 {
5042         struct mem_cgroup_event *event =
5043                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5044
5045         event->wqh = wqh;
5046         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5047 }
5048
5049 /*
5050  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5051  *
5052  * Parse input and register new cgroup event handler.
5053  *
5054  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5055  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5056  */
5057 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5058                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5059 {
5060         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5061         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5062         struct mem_cgroup_event *event;
5063         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5064         unsigned int efd, cfd;
5065         struct fd efile;
5066         struct fd cfile;
5067         struct dentry *cdentry;
5068         const char *name;
5069         char *endp;
5070         int ret;
5071
5072         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5073                 return -EOPNOTSUPP;
5074
5075         buf = strstrip(buf);
5076
5077         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5078         if (*endp != ' ')
5079                 return -EINVAL;
5080         buf = endp + 1;
5081
5082         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5083         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5084                 return -EINVAL;
5085         buf = endp + 1;
5086
5087         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5088         if (!event)
5089                 return -ENOMEM;
5090
5091         event->memcg = memcg;
5092         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5093         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5094         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5095         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5096
5097         efile = fdget(efd);
5098         if (!efile.file) {
5099                 ret = -EBADF;
5100                 goto out_kfree;
5101         }
5102
5103         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5104         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5105                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5106                 goto out_put_efile;
5107         }
5108
5109         cfile = fdget(cfd);
5110         if (!cfile.file) {
5111                 ret = -EBADF;
5112                 goto out_put_eventfd;
5113         }
5114
5115         /* the process need read permission on control file */
5116         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5117         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5118         if (ret < 0)
5119                 goto out_put_cfile;
5120
5121         /*
5122          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5123          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5124          */
5125         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5126         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5127                 ret = -EINVAL;
5128                 goto out_put_cfile;
5129         }
5130
5131         /*
5132          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5133          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5134          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5135          * is for compatibility anyway.
5136          *
5137          * DO NOT ADD NEW FILES.
5138          */
5139         name = cdentry->d_name.name;
5140
5141         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5142                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5143                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5144         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5145                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5146                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5147         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5148                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5149                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5150         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5151                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5152                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5153         } else {
5154                 ret = -EINVAL;
5155                 goto out_put_cfile;
5156         }
5157
5158         /*
5159          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5160          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5161          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5162          */
5163         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5164                                                &memory_cgrp_subsys);
5165         ret = -EINVAL;
5166         if (IS_ERR(cfile_css))
5167                 goto out_put_cfile;
5168         if (cfile_css != css) {
5169                 css_put(cfile_css);
5170                 goto out_put_cfile;
5171         }
5172
5173         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5174         if (ret)
5175                 goto out_put_css;
5176
5177         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5178
5179         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5180         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5181         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5182
5183         fdput(cfile);
5184         fdput(efile);
5185
5186         return nbytes;
5187
5188 out_put_css:
5189         css_put(css);
5190 out_put_cfile:
5191         fdput(cfile);
5192 out_put_eventfd:
5193         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5194 out_put_efile:
5195         fdput(efile);
5196 out_kfree:
5197         kfree(event);
5198
5199         return ret;
5200 }
5201
5202 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5203 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5204 {
5205         /*
5206          * Deprecated.
5207          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5208          */
5209         return 0;
5210 }
5211 #endif
5212
5213 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5214
5215 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5216         {
5217                 .name = "usage_in_bytes",
5218                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5219                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5220         },
5221         {
5222                 .name = "max_usage_in_bytes",
5223                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5224                 .write = mem_cgroup_reset,
5225                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5226         },
5227         {
5228                 .name = "limit_in_bytes",
5229                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5230                 .write = mem_cgroup_write,
5231                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5232         },
5233         {
5234                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5235                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5236                 .write = mem_cgroup_write,
5237                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5238         },
5239         {
5240                 .name = "failcnt",
5241                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5242                 .write = mem_cgroup_reset,
5243                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5244         },
5245         {
5246                 .name = "stat",
5247                 .seq_show = memory_stat_show,
5248         },
5249         {
5250                 .name = "force_empty",
5251                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5252         },
5253         {
5254                 .name = "use_hierarchy",
5255                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5256                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5257         },
5258         {
5259                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5260                 .write = memcg_write_event_control,
5261                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5262         },
5263         {
5264                 .name = "swappiness",
5265                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5266                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5267         },
5268         {
5269                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5270                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5271                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5272         },
5273         {
5274                 .name = "oom_control",
5275                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5276                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5277         },
5278         {
5279                 .name = "pressure_level",
5280                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5281         },
5282 #ifdef CONFIG_NUMA
5283         {
5284                 .name = "numa_stat",
5285                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5286         },
5287 #endif
5288         {
5289                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5290                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5291                 .write = mem_cgroup_write,
5292                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5293         },
5294         {
5295                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5296                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5297                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5298         },
5299         {
5300                 .name = "kmem.failcnt",
5301                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5302                 .write = mem_cgroup_reset,
5303                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5304         },
5305         {
5306                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5307                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5308                 .write = mem_cgroup_reset,
5309                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5310         },
5311 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5312         {
5313                 .name = "kmem.slabinfo",
5314                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5315         },
5316 #endif
5317         {
5318                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5319                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5320                 .write = mem_cgroup_write,
5321                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5322         },
5323         {
5324                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5325                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5326                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5327         },
5328         {
5329                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5330                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5331                 .write = mem_cgroup_reset,
5332                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5333         },
5334         {
5335                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5336                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5337                 .write = mem_cgroup_reset,
5338                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5339         },
5340         { },    /* terminate */
5341 };
5342
5343 /*
5344  * Private memory cgroup IDR
5345  *
5346  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5347  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5348  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5349  * memory-controlled cgroups to 64k.
5350  *
5351  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5352  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5353  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5354  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5355  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5356  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5357  *
5358  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5359  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5360  * when the CSS is offlined.
5361  *
5362  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5363  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5364  * those references are manageable from userspace.
5365  */
5366
5367 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5368 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5369
5370 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5371 {
5372         if (memcg->id.id > 0) {
5373                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5374                 memcg->id.id = 0;
5375         }
5376 }
5377
5378 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5379                                                   unsigned int n)
5380 {
5381         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5382 }
5383
5384 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5385 {
5386         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5387                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5388
5389                 /* Memcg ID pins CSS */
5390                 css_put(&memcg->css);
5391         }
5392 }
5393
5394 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5395 {
5396         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5397 }
5398
5399 /**
5400  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5401  * @id: the memcg id to look up
5402  *
5403  * Caller must hold rcu_read_lock().
5404  */
5405 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5406 {
5407         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5408         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5409 }
5410
5411 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5412 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5413 {
5414         struct cgroup *cgrp;
5415         struct cgroup_subsys_state *css;
5416         struct mem_cgroup *memcg;
5417
5418         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5419         if (IS_ERR(cgrp))
5420                 return ERR_CAST(cgrp);
5421
5422         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5423         if (css)
5424                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5425         else
5426                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5427
5428         cgroup_put(cgrp);
5429
5430         return memcg;
5431 }
5432 #endif
5433
5434 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5435 {
5436         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5437
5438         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5439         if (!pn)
5440                 return 1;
5441
5442         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5443                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5444         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5445                 kfree(pn);
5446                 return 1;
5447         }
5448
5449         lruvec_init(&pn->lruvec);
5450         pn->memcg = memcg;
5451
5452         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5453         return 0;
5454 }
5455
5456 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5457 {
5458         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5459
5460         if (!pn)
5461                 return;
5462
5463         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5464         kfree(pn);
5465 }
5466
5467 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5468 {
5469         int node;
5470
5471         if (memcg->orig_objcg)
5472                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5473
5474         for_each_node(node)
5475                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5476         kfree(memcg->vmstats);
5477         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5478         kfree(memcg);
5479 }
5480
5481 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5482 {
5483         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5484         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5485         __mem_cgroup_free(memcg);
5486 }
5487
5488 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(struct mem_cgroup *parent)
5489 {
5490         struct memcg_vmstats_percpu *statc, *pstatc;
5491         struct mem_cgroup *memcg;
5492         int node, cpu;
5493         int __maybe_unused i;
5494         long error = -ENOMEM;
5495
5496         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5497         if (!memcg)
5498                 return ERR_PTR(error);
5499
5500         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5501                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5502         if (memcg->id.id < 0) {
5503                 error = memcg->id.id;
5504                 goto fail;
5505         }
5506
5507         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5508         if (!memcg->vmstats)
5509                 goto fail;
5510
5511         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5512                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5513         if (!memcg->vmstats_percpu)
5514                 goto fail;
5515
5516         for_each_possible_cpu(cpu) {
5517                 if (parent)
5518                         pstatc = per_cpu_ptr(parent->vmstats_percpu, cpu);
5519                 statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5520                 statc->parent = parent ? pstatc : NULL;
5521                 statc->vmstats = memcg->vmstats;
5522         }
5523
5524         for_each_node(node)
5525                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5526                         goto fail;
5527
5528         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5529                 goto fail;
5530
5531         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5532         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5533         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5534         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5535         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5536         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5537         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5538         memcg->socket_pressure = jiffies;
5539 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5540         memcg->kmemcg_id = -1;
5541         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5542 #endif
5543 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5544         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5545         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5546                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5547                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5548 #endif
5549 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5550         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5551         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5552         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5553 #endif
5554         lru_gen_init_memcg(memcg);
5555         return memcg;
5556 fail:
5557         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5558         __mem_cgroup_free(memcg);
5559         return ERR_PTR(error);
5560 }
5561
5562 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5563 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5564 {
5565         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5566         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5567
5568         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5569         memcg = mem_cgroup_alloc(parent);
5570         set_active_memcg(old_memcg);
5571         if (IS_ERR(memcg))
5572                 return ERR_CAST(memcg);
5573
5574         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5575         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5576 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5577         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5578         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback,
5579                 !parent || READ_ONCE(parent->zswap_writeback));
5580 #endif
5581         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5582         if (parent) {
5583                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5584                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5585
5586                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5587                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5588                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5589                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5590         } else {
5591                 init_memcg_events();
5592                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5593                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5594                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5595                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5596
5597                 root_mem_cgroup = memcg;
5598                 return &memcg->css;
5599         }
5600
5601         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5602                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5603
5604 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5605         if (!cgroup_memory_nobpf)
5606                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5607 #endif
5608
5609         return &memcg->css;
5610 }
5611
5612 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5613 {
5614         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5615
5616         if (memcg_online_kmem(memcg))
5617                 goto remove_id;
5618
5619         /*
5620          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5621          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5622          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5623          */
5624         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5625                 goto offline_kmem;
5626
5627         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)) && !mem_cgroup_disabled())
5628                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5629                                    FLUSH_TIME);
5630         lru_gen_online_memcg(memcg);
5631
5632         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5633         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5634         css_get(css);
5635
5636         /*
5637          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5638          *
5639          * We could do this earlier and require callers to filter with
5640          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5641          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5642          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5643          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5644          * regular ID destruction during offlining.
5645          */
5646         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5647
5648         return 0;
5649 offline_kmem:
5650         memcg_offline_kmem(memcg);
5651 remove_id:
5652         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5653         return -ENOMEM;
5654 }
5655
5656 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5657 {
5658         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5659         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5660
5661         /*
5662          * Unregister events and notify userspace.
5663          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5664          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5665          */
5666         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5667         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5668                 list_del_init(&event->list);
5669                 schedule_work(&event->remove);
5670         }
5671         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5672
5673         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5674         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5675
5676         zswap_memcg_offline_cleanup(memcg);
5677
5678         memcg_offline_kmem(memcg);
5679         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5680         wb_memcg_offline(memcg);
5681         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5682
5683         drain_all_stock(memcg);
5684
5685         mem_cgroup_id_put(memcg);
5686 }
5687
5688 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5689 {
5690         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5691
5692         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5693         lru_gen_release_memcg(memcg);
5694 }
5695
5696 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5697 {
5698         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5699         int __maybe_unused i;
5700
5701 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5702         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5703                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5704 #endif
5705         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5706                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5707
5708         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5709                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5710
5711 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5712         if (!cgroup_memory_nobpf)
5713                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5714 #endif
5715
5716         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5717         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5718         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5719         free_shrinker_info(memcg);
5720         mem_cgroup_free(memcg);
5721 }
5722
5723 /**
5724  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5725  * @css: the target css
5726  *
5727  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5728  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5729  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5730  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5731  * made visible again.
5732  *
5733  * The current implementation only resets the essential configurations.
5734  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5735  */
5736 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5737 {
5738         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5739
5740         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5741         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5742         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5743         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5744         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5745         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5746         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5747         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5748         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5749         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5750 }
5751
5752 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5753 {
5754         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5755         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5756         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5757         long delta, delta_cpu, v;
5758         int i, nid;
5759
5760         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5761
5762         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5763                 /*
5764                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5765                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5766                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5767                  */
5768                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5769                 if (delta)
5770                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5771
5772                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5773                 delta_cpu = 0;
5774                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5775                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5776                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5777                         delta += delta_cpu;
5778                         statc->state_prev[i] = v;
5779                 }
5780
5781                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5782                 if (delta_cpu)
5783                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5784
5785                 if (delta) {
5786                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5787                         if (parent)
5788                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5789                 }
5790         }
5791
5792         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5793                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5794                 if (delta)
5795                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5796
5797                 delta_cpu = 0;
5798                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5799                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5800                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5801                         delta += delta_cpu;
5802                         statc->events_prev[i] = v;
5803                 }
5804
5805                 if (delta_cpu)
5806                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5807
5808                 if (delta) {
5809                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5810                         if (parent)
5811                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5812                 }
5813         }
5814
5815         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5816                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5817                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5818                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5819
5820                 if (parent)
5821                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5822
5823                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5824
5825                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5826                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5827                         if (delta)
5828                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5829
5830                         delta_cpu = 0;
5831                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5832                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5833                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5834                                 delta += delta_cpu;
5835                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5836                         }
5837
5838                         if (delta_cpu)
5839                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5840
5841                         if (delta) {
5842                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5843                                 if (ppn)
5844                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5845                         }
5846                 }
5847         }
5848         statc->stats_updates = 0;
5849         /* We are in a per-cpu loop here, only do the atomic write once */
5850         if (atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates))
5851                 atomic64_set(&memcg->vmstats->stats_updates, 0);
5852 }
5853
5854 #ifdef CONFIG_MMU
5855 /* Handlers for move charge at task migration. */
5856 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5857 {
5858         int ret;
5859
5860         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5861         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5862         if (!ret) {
5863                 mc.precharge += count;
5864                 return ret;
5865         }
5866
5867         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5868         while (count--) {
5869                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5870                 if (ret)
5871                         return ret;
5872                 mc.precharge++;
5873                 cond_resched();
5874         }
5875         return 0;
5876 }
5877
5878 union mc_target {
5879         struct folio    *folio;
5880         swp_entry_t     ent;
5881 };
5882
5883 enum mc_target_type {
5884         MC_TARGET_NONE = 0,
5885         MC_TARGET_PAGE,
5886         MC_TARGET_SWAP,
5887         MC_TARGET_DEVICE,
5888 };
5889
5890 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5891                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5892 {
5893         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5894
5895         if (!page)
5896                 return NULL;
5897         if (PageAnon(page)) {
5898                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5899                         return NULL;
5900         } else {
5901                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5902                         return NULL;
5903         }
5904         get_page(page);
5905
5906         return page;
5907 }
5908
5909 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5910 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5911                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5912 {
5913         struct page *page = NULL;
5914         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5915
5916         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5917                 return NULL;
5918
5919         /*
5920          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5921          * stored as special swap entries in the page table.
5922          */
5923         if (is_device_private_entry(ent)) {
5924                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5925                 if (!get_page_unless_zero(page))
5926                         return NULL;
5927                 return page;
5928         }
5929
5930         if (non_swap_entry(ent))
5931                 return NULL;
5932
5933         /*
5934          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5935          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5936          */
5937         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5938         entry->val = ent.val;
5939
5940         return page;
5941 }
5942 #else
5943 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5944                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5945 {
5946         return NULL;
5947 }
5948 #endif
5949
5950 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5951                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5952 {
5953         unsigned long index;
5954         struct folio *folio;
5955
5956         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5957                 return NULL;
5958         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5959                 return NULL;
5960
5961         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5962         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5963         index = linear_page_index(vma, addr);
5964         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5965         if (IS_ERR(folio))
5966                 return NULL;
5967         return folio_file_page(folio, index);
5968 }
5969
5970 /**
5971  * mem_cgroup_move_account - move account of the folio
5972  * @folio: The folio.
5973  * @compound: charge the page as compound or small page
5974  * @from: mem_cgroup which the folio is moved from.
5975  * @to: mem_cgroup which the folio is moved to. @from != @to.
5976  *
5977  * The folio must be locked and not on the LRU.
5978  *
5979  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5980  * from old cgroup.
5981  */
5982 static int mem_cgroup_move_account(struct folio *folio,
5983                                    bool compound,
5984                                    struct mem_cgroup *from,
5985                                    struct mem_cgroup *to)
5986 {
5987         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5988         struct pglist_data *pgdat;
5989         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5990         int nid, ret;
5991
5992         VM_BUG_ON(from == to);
5993         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5994         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5995         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5996
5997         ret = -EINVAL;
5998         if (folio_memcg(folio) != from)
5999                 goto out;
6000
6001         pgdat = folio_pgdat(folio);
6002         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
6003         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
6004
6005         folio_memcg_lock(folio);
6006
6007         if (folio_test_anon(folio)) {
6008                 if (folio_mapped(folio)) {
6009                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
6010                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
6011                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
6012                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
6013                                                    -nr_pages);
6014                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
6015                                                    nr_pages);
6016                         }
6017                 }
6018         } else {
6019                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
6020                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
6021
6022                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
6023                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
6024                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
6025                 }
6026
6027                 if (folio_mapped(folio)) {
6028                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
6029                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
6030                 }
6031
6032                 if (folio_test_dirty(folio)) {
6033                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
6034
6035                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
6036                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
6037                                                    -nr_pages);
6038                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
6039                                                    nr_pages);
6040                         }
6041                 }
6042         }
6043
6044 #ifdef CONFIG_SWAP
6045         if (folio_test_swapcache(folio)) {
6046                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
6047                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
6048         }
6049 #endif
6050         if (folio_test_writeback(folio)) {
6051                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
6052                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
6053         }
6054
6055         /*
6056          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
6057          *
6058          * It is safe to change page's memcg here because the page
6059          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
6060          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
6061          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
6062          *
6063          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6064          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6065          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6066          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6067          */
6068         smp_mb();
6069
6070         css_get(&to->css);
6071         css_put(&from->css);
6072
6073         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6074
6075         __folio_memcg_unlock(from);
6076
6077         ret = 0;
6078         nid = folio_nid(folio);
6079
6080         local_irq_disable();
6081         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6082         memcg_check_events(to, nid);
6083         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6084         memcg_check_events(from, nid);
6085         local_irq_enable();
6086 out:
6087         return ret;
6088 }
6089
6090 /**
6091  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6092  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6093  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6094  * @ptent: the pte to be checked
6095  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6096  *
6097  * Context: Called with pte lock held.
6098  * Return:
6099  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6100  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6101  *   move charge. If @target is not NULL, the folio is stored in target->folio
6102  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6103  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6104  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6105  *   stored in target->ent.
6106  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6107  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6108  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6109  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6110  */
6111 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6112                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6113 {
6114         struct page *page = NULL;
6115         struct folio *folio;
6116         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6117         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6118
6119         if (pte_present(ptent))
6120                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6121         else if (pte_none_mostly(ptent))
6122                 /*
6123                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6124                  * from other swap handling below.
6125                  */
6126                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6127         else if (is_swap_pte(ptent))
6128                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6129
6130         if (page)
6131                 folio = page_folio(page);
6132         if (target && page) {
6133                 if (!folio_trylock(folio)) {
6134                         folio_put(folio);
6135                         return ret;
6136                 }
6137                 /*
6138                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6139                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6140                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6141                  * control over the mapped state: the page lock will
6142                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6143                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6144                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6145                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6146                  * Alas, skip moving the page in this case.
6147                  */
6148                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6149                         folio_unlock(folio);
6150                         folio_put(folio);
6151                         return ret;
6152                 }
6153         }
6154
6155         if (!page && !ent.val)
6156                 return ret;
6157         if (page) {
6158                 /*
6159                  * Do only loose check w/o serialization.
6160                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6161                  * not under LRU exclusion.
6162                  */
6163                 if (folio_memcg(folio) == mc.from) {
6164                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6165                         if (folio_is_device_private(folio) ||
6166                             folio_is_device_coherent(folio))
6167                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6168                         if (target)
6169                                 target->folio = folio;
6170                 }
6171                 if (!ret || !target) {
6172                         if (target)
6173                                 folio_unlock(folio);
6174                         folio_put(folio);
6175                 }
6176         }
6177         /*
6178          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6179          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6180          */
6181         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6182             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6183                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6184                 if (target)
6185                         target->ent = ent;
6186         }
6187         return ret;
6188 }
6189
6190 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6191 /*
6192  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6193  * not support them for now.
6194  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6195  */
6196 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6197                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6198 {
6199         struct page *page = NULL;
6200         struct folio *folio;
6201         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6202
6203         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6204                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6205                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6206                 return ret;
6207         }
6208         page = pmd_page(pmd);
6209         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6210         folio = page_folio(page);
6211         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6212                 return ret;
6213         if (folio_memcg(folio) == mc.from) {
6214                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6215                 if (target) {
6216                         folio_get(folio);
6217                         if (!folio_trylock(folio)) {
6218                                 folio_put(folio);
6219                                 return MC_TARGET_NONE;
6220                         }
6221                         target->folio = folio;
6222                 }
6223         }
6224         return ret;
6225 }
6226 #else
6227 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6228                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6229 {
6230         return MC_TARGET_NONE;
6231 }
6232 #endif
6233
6234 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6235                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6236                                         struct mm_walk *walk)
6237 {
6238         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6239         pte_t *pte;
6240         spinlock_t *ptl;
6241
6242         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6243         if (ptl) {
6244                 /*
6245                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6246                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6247                  * this might change.
6248                  */
6249                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6250                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6251                 spin_unlock(ptl);
6252                 return 0;
6253         }
6254
6255         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6256         if (!pte)
6257                 return 0;
6258         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6259                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6260                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6261         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6262         cond_resched();
6263
6264         return 0;
6265 }
6266
6267 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6268         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6269         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6270 };
6271
6272 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6273 {
6274         unsigned long precharge;
6275
6276         mmap_read_lock(mm);
6277         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6278         mmap_read_unlock(mm);
6279
6280         precharge = mc.precharge;
6281         mc.precharge = 0;
6282
6283         return precharge;
6284 }
6285
6286 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6287 {
6288         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6289
6290         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6291         mc.moving_task = current;
6292         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6293 }
6294
6295 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6296 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6297 {
6298         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6299         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6300
6301         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6302         if (mc.precharge) {
6303                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6304                 mc.precharge = 0;
6305         }
6306         /*
6307          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6308          * we must uncharge here.
6309          */
6310         if (mc.moved_charge) {
6311                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6312                 mc.moved_charge = 0;
6313         }
6314         /* we must fixup refcnts and charges */
6315         if (mc.moved_swap) {
6316                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6317                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6318                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6319
6320                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6321
6322                 /*
6323                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6324                  * should uncharge to->memory.
6325                  */
6326                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6327                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6328
6329                 mc.moved_swap = 0;
6330         }
6331         memcg_oom_recover(from);
6332         memcg_oom_recover(to);
6333         wake_up_all(&mc.waitq);
6334 }
6335
6336 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6337 {
6338         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6339
6340         /*
6341          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6342          * task migration.
6343          */
6344         mc.moving_task = NULL;
6345         __mem_cgroup_clear_mc();
6346         spin_lock(&mc.lock);
6347         mc.from = NULL;
6348         mc.to = NULL;
6349         mc.mm = NULL;
6350         spin_unlock(&mc.lock);
6351
6352         mmput(mm);
6353 }
6354
6355 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6356 {
6357         struct cgroup_subsys_state *css;
6358         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6359         struct mem_cgroup *from;
6360         struct task_struct *leader, *p;
6361         struct mm_struct *mm;
6362         unsigned long move_flags;
6363         int ret = 0;
6364
6365         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6366         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6367                 return 0;
6368
6369         /*
6370          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6371          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6372          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6373          * multiple.
6374          */
6375         p = NULL;
6376         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6377                 WARN_ON_ONCE(p);
6378                 p = leader;
6379                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6380         }
6381         if (!p)
6382                 return 0;
6383
6384         /*
6385          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6386          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6387          * So we need to save it, and keep it going.
6388          */
6389         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6390         if (!move_flags)
6391                 return 0;
6392
6393         from = mem_cgroup_from_task(p);
6394
6395         VM_BUG_ON(from == memcg);
6396
6397         mm = get_task_mm(p);
6398         if (!mm)
6399                 return 0;
6400         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6401         if (mm->owner == p) {
6402                 VM_BUG_ON(mc.from);
6403                 VM_BUG_ON(mc.to);
6404                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6405                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6406                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6407
6408                 spin_lock(&mc.lock);
6409                 mc.mm = mm;
6410                 mc.from = from;
6411                 mc.to = memcg;
6412                 mc.flags = move_flags;
6413                 spin_unlock(&mc.lock);
6414                 /* We set mc.moving_task later */
6415
6416                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6417                 if (ret)
6418                         mem_cgroup_clear_mc();
6419         } else {
6420                 mmput(mm);
6421         }
6422         return ret;
6423 }
6424
6425 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6426 {
6427         if (mc.to)
6428                 mem_cgroup_clear_mc();
6429 }
6430
6431 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6432                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6433                                 struct mm_walk *walk)
6434 {
6435         int ret = 0;
6436         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6437         pte_t *pte;
6438         spinlock_t *ptl;
6439         enum mc_target_type target_type;
6440         union mc_target target;
6441         struct folio *folio;
6442
6443         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6444         if (ptl) {
6445                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6446                         spin_unlock(ptl);
6447                         return 0;
6448                 }
6449                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6450                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6451                         folio = target.folio;
6452                         if (folio_isolate_lru(folio)) {
6453                                 if (!mem_cgroup_move_account(folio, true,
6454                                                              mc.from, mc.to)) {
6455                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6456                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6457                                 }
6458                                 folio_putback_lru(folio);
6459                         }
6460                         folio_unlock(folio);
6461                         folio_put(folio);
6462                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6463                         folio = target.folio;
6464                         if (!mem_cgroup_move_account(folio, true,
6465                                                      mc.from, mc.to)) {
6466                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6467                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6468                         }
6469                         folio_unlock(folio);
6470                         folio_put(folio);
6471                 }
6472                 spin_unlock(ptl);
6473                 return 0;
6474         }
6475
6476 retry:
6477         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6478         if (!pte)
6479                 return 0;
6480         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6481                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6482                 bool device = false;
6483                 swp_entry_t ent;
6484
6485                 if (!mc.precharge)
6486                         break;
6487
6488                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6489                 case MC_TARGET_DEVICE:
6490                         device = true;
6491                         fallthrough;
6492                 case MC_TARGET_PAGE:
6493                         folio = target.folio;
6494                         /*
6495                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6496                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6497                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6498                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6499                          */
6500                         if (folio_test_large(folio))
6501                                 goto put;
6502                         if (!device && !folio_isolate_lru(folio))
6503                                 goto put;
6504                         if (!mem_cgroup_move_account(folio, false,
6505                                                 mc.from, mc.to)) {
6506                                 mc.precharge--;
6507                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6508                                 mc.moved_charge++;
6509                         }
6510                         if (!device)
6511                                 folio_putback_lru(folio);
6512 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6513                         folio_unlock(folio);
6514                         folio_put(folio);
6515                         break;
6516                 case MC_TARGET_SWAP:
6517                         ent = target.ent;
6518                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6519                                 mc.precharge--;
6520                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6521                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6522                                 mc.moved_swap++;
6523                         }
6524                         break;
6525                 default:
6526                         break;
6527                 }
6528         }
6529         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6530         cond_resched();
6531
6532         if (addr != end) {
6533                 /*
6534                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6535                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6536                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6537                  * phase.
6538                  */
6539                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6540                 if (!ret)
6541                         goto retry;
6542         }
6543
6544         return ret;
6545 }
6546
6547 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6548         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6549         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6550 };
6551
6552 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6553 {
6554         lru_add_drain_all();
6555         /*
6556          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6557          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6558          * for already started RCU-only updates to finish.
6559          */
6560         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6561         synchronize_rcu();
6562 retry:
6563         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6564                 /*
6565                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6566                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6567                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6568                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6569                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6570                  */
6571                 __mem_cgroup_clear_mc();
6572                 cond_resched();
6573                 goto retry;
6574         }
6575         /*
6576          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6577          * additional charge, the page walk just aborts.
6578          */
6579         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6580         mmap_read_unlock(mc.mm);
6581         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6582 }
6583
6584 static void mem_cgroup_move_task(void)
6585 {
6586         if (mc.to) {
6587                 mem_cgroup_move_charge();
6588                 mem_cgroup_clear_mc();
6589         }
6590 }
6591
6592 #else   /* !CONFIG_MMU */
6593 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6594 {
6595         return 0;
6596 }
6597 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6598 {
6599 }
6600 static void mem_cgroup_move_task(void)
6601 {
6602 }
6603 #endif
6604
6605 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6606 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6607 {
6608         /*
6609          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6610          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6611          * because it's always performed on the current task, so does
6612          * current_objcg_update().
6613          */
6614         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6615 }
6616
6617 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6618 {
6619         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6620
6621         objcg = (struct obj_cgroup *)
6622                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6623         if (objcg)
6624                 obj_cgroup_put(objcg);
6625
6626         /*
6627          * Some kernel allocations can happen after this point,
6628          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6629          * because it's always performed on the current task, so does
6630          * current_objcg_update().
6631          */
6632         task->objcg = NULL;
6633 }
6634 #endif
6635
6636 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6637 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6638 {
6639         struct task_struct *task;
6640         struct cgroup_subsys_state *css;
6641
6642         /* find the first leader if there is any */
6643         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6644                 break;
6645
6646         if (!task)
6647                 return;
6648
6649         task_lock(task);
6650         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6651                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6652         task_unlock(task);
6653 }
6654 #else
6655 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6656 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6657
6658 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6659 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6660 {
6661         struct task_struct *task;
6662         struct cgroup_subsys_state *css;
6663
6664         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6665                 /* atomically set the update bit */
6666                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6667         }
6668 }
6669 #else
6670 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6671 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6672
6673 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6674 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6675 {
6676         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6677         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6678 }
6679 #endif
6680
6681 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6682 {
6683         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6684                 seq_puts(m, "max\n");
6685         else
6686                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6687
6688         return 0;
6689 }
6690
6691 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6692                                struct cftype *cft)
6693 {
6694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6695
6696         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6697 }
6698
6699 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6700                             struct cftype *cft)
6701 {
6702         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6703
6704         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6705 }
6706
6707 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6708 {
6709         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6710                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6711 }
6712
6713 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6714                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6715 {
6716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6717         unsigned long min;
6718         int err;
6719
6720         buf = strstrip(buf);
6721         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6722         if (err)
6723                 return err;
6724
6725         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6726
6727         return nbytes;
6728 }
6729
6730 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6731 {
6732         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6733                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6734 }
6735
6736 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6737                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6738 {
6739         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6740         unsigned long low;
6741         int err;
6742
6743         buf = strstrip(buf);
6744         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6745         if (err)
6746                 return err;
6747
6748         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6749
6750         return nbytes;
6751 }
6752
6753 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6754 {
6755         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6756                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6757 }
6758
6759 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6760                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6761 {
6762         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6763         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6764         bool drained = false;
6765         unsigned long high;
6766         int err;
6767
6768         buf = strstrip(buf);
6769         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6770         if (err)
6771                 return err;
6772
6773         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6774
6775         for (;;) {
6776                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6777                 unsigned long reclaimed;
6778
6779                 if (nr_pages <= high)
6780                         break;
6781
6782                 if (signal_pending(current))
6783                         break;
6784
6785                 if (!drained) {
6786                         drain_all_stock(memcg);
6787                         drained = true;
6788                         continue;
6789                 }
6790
6791                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6792                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6793
6794                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6795                         break;
6796         }
6797
6798         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6799         return nbytes;
6800 }
6801
6802 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6803 {
6804         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6805                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6806 }
6807
6808 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6809                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6810 {
6811         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6812         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6813         bool drained = false;
6814         unsigned long max;
6815         int err;
6816
6817         buf = strstrip(buf);
6818         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6819         if (err)
6820                 return err;
6821
6822         xchg(&memcg->memory.max, max);
6823
6824         for (;;) {
6825                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6826
6827                 if (nr_pages <= max)
6828                         break;
6829
6830                 if (signal_pending(current))
6831                         break;
6832
6833                 if (!drained) {
6834                         drain_all_stock(memcg);
6835                         drained = true;
6836                         continue;
6837                 }
6838
6839                 if (nr_reclaims) {
6840                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6841                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6842                                 nr_reclaims--;
6843                         continue;
6844                 }
6845
6846                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6847                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6848                         break;
6849         }
6850
6851         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6852         return nbytes;
6853 }
6854
6855 /*
6856  * Note: don't forget to update the 'samples/cgroup/memcg_event_listener'
6857  * if any new events become available.
6858  */
6859 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6860 {
6861         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6862         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6863         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6864         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6865         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6866                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6867         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6868                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6869 }
6870
6871 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6872 {
6873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6874
6875         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6876         return 0;
6877 }
6878
6879 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6880 {
6881         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6882
6883         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6884         return 0;
6885 }
6886
6887 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6888 {
6889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6890         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6891         struct seq_buf s;
6892
6893         if (!buf)
6894                 return -ENOMEM;
6895         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6896         memory_stat_format(memcg, &s);
6897         seq_puts(m, buf);
6898         kfree(buf);
6899         return 0;
6900 }
6901
6902 #ifdef CONFIG_NUMA
6903 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6904                                                      int item)
6905 {
6906         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6907                 memcg_page_state_output_unit(item);
6908 }
6909
6910 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6911 {
6912         int i;
6913         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6914
6915         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
6916
6917         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6918                 int nid;
6919
6920                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6921                         continue;
6922
6923                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6924                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6925                         u64 size;
6926                         struct lruvec *lruvec;
6927
6928                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6929                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6930                                                         memory_stats[i].idx);
6931                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6932                 }
6933                 seq_putc(m, '\n');
6934         }
6935
6936         return 0;
6937 }
6938 #endif
6939
6940 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6941 {
6942         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6943
6944         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6945
6946         return 0;
6947 }
6948
6949 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6950                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6951 {
6952         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6953         int ret, oom_group;
6954
6955         buf = strstrip(buf);
6956         if (!buf)
6957                 return -EINVAL;
6958
6959         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6960         if (ret)
6961                 return ret;
6962
6963         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6964                 return -EINVAL;
6965
6966         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6967
6968         return nbytes;
6969 }
6970
6971 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6972                               size_t nbytes, loff_t off)
6973 {
6974         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6975         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6976         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6977         unsigned int reclaim_options;
6978         int err;
6979
6980         buf = strstrip(buf);
6981         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6982         if (err)
6983                 return err;
6984
6985         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6986         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6987                 /* Will converge on zero, but reclaim enforces a minimum */
6988                 unsigned long batch_size = (nr_to_reclaim - nr_reclaimed) / 4;
6989                 unsigned long reclaimed;
6990
6991                 if (signal_pending(current))
6992                         return -EINTR;
6993
6994                 /*
6995                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6996                  * hope of introducing more evictable pages for
6997                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6998                  */
6999                 if (!nr_retries)
7000                         lru_add_drain_all();
7001
7002                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
7003                                         batch_size, GFP_KERNEL, reclaim_options);
7004
7005                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
7006                         return -EAGAIN;
7007
7008                 nr_reclaimed += reclaimed;
7009         }
7010
7011         return nbytes;
7012 }
7013
7014 static struct cftype memory_files[] = {
7015         {
7016                 .name = "current",
7017                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7018                 .read_u64 = memory_current_read,
7019         },
7020         {
7021                 .name = "peak",
7022                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7023                 .read_u64 = memory_peak_read,
7024         },
7025         {
7026                 .name = "min",
7027                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7028                 .seq_show = memory_min_show,
7029                 .write = memory_min_write,
7030         },
7031         {
7032                 .name = "low",
7033                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7034                 .seq_show = memory_low_show,
7035                 .write = memory_low_write,
7036         },
7037         {
7038                 .name = "high",
7039                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7040                 .seq_show = memory_high_show,
7041                 .write = memory_high_write,
7042         },
7043         {
7044                 .name = "max",
7045                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7046                 .seq_show = memory_max_show,
7047                 .write = memory_max_write,
7048         },
7049         {
7050                 .name = "events",
7051                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7052                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
7053                 .seq_show = memory_events_show,
7054         },
7055         {
7056                 .name = "events.local",
7057                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7058                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
7059                 .seq_show = memory_events_local_show,
7060         },
7061         {
7062                 .name = "stat",
7063                 .seq_show = memory_stat_show,
7064         },
7065 #ifdef CONFIG_NUMA
7066         {
7067                 .name = "numa_stat",
7068                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
7069         },
7070 #endif
7071         {
7072                 .name = "oom.group",
7073                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7074                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7075                 .write = memory_oom_group_write,
7076         },
7077         {
7078                 .name = "reclaim",
7079                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7080                 .write = memory_reclaim,
7081         },
7082         { }     /* terminate */
7083 };
7084
7085 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7086         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7087         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7088         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7089         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7090         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7091         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7092         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7093         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7094 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7095         .attach = mem_cgroup_attach,
7096 #endif
7097         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7098         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7099 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7100         .fork = mem_cgroup_fork,
7101         .exit = mem_cgroup_exit,
7102 #endif
7103         .dfl_cftypes = memory_files,
7104         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7105         .early_init = 0,
7106 };
7107
7108 /*
7109  * This function calculates an individual cgroup's effective
7110  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7111  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7112  * distribution in the tree.
7113  *
7114  * The following rules apply to the effective protection values:
7115  *
7116  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7117  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7118  *
7119  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7120  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7121  *    parent's effective protection.
7122  *
7123  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7124  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7125  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7126  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7127  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7128  *
7129  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7130  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7131  *    the unused remainder is available to its siblings.
7132  *
7133  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7134  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7135  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7136  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7137  *
7138  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7139  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7140  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7141  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7142  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7143  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7144  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7145  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7146  *
7147  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7148  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7149  * neighboring subtrees.
7150  */
7151 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7152                                           unsigned long parent_usage,
7153                                           unsigned long setting,
7154                                           unsigned long parent_effective,
7155                                           unsigned long siblings_protected)
7156 {
7157         unsigned long protected;
7158         unsigned long ep;
7159
7160         protected = min(usage, setting);
7161         /*
7162          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7163          * protection than what the parent affords them, distribute
7164          * shares in proportion to utilization.
7165          *
7166          * We are using actual utilization rather than the statically
7167          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7168          * but unused protection is available to siblings that would
7169          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7170          */
7171         if (siblings_protected > parent_effective)
7172                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7173
7174         /*
7175          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7176          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7177          * and utilizes is effectively protected.
7178          *
7179          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7180          * will apply pressure in proportion to that amount.
7181          *
7182          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7183          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7184          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7185          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7186          * protection is always dependent on how memory is actually
7187          * consumed among the siblings anyway.
7188          */
7189         ep = protected;
7190
7191         /*
7192          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7193          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7194          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7195          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7196          * other compete freely over the allowance, but they are
7197          * collectively protected from neighboring trees.
7198          *
7199          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7200          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7201          * the same bytes twice.
7202          *
7203          * Check both usage and parent_usage against the respective
7204          * protected values. One should imply the other, but they
7205          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7206          */
7207         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7208                 return ep;
7209         if (parent_effective > siblings_protected &&
7210             parent_usage > siblings_protected &&
7211             usage > protected) {
7212                 unsigned long unclaimed;
7213
7214                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7215                 unclaimed *= usage - protected;
7216                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7217
7218                 ep += unclaimed;
7219         }
7220
7221         return ep;
7222 }
7223
7224 /**
7225  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7226  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7227  * @memcg: the memory cgroup to check
7228  *
7229  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7230  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7231  */
7232 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7233                                      struct mem_cgroup *memcg)
7234 {
7235         unsigned long usage, parent_usage;
7236         struct mem_cgroup *parent;
7237
7238         if (mem_cgroup_disabled())
7239                 return;
7240
7241         if (!root)
7242                 root = root_mem_cgroup;
7243
7244         /*
7245          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7246          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7247          * details.
7248          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7249          * that special casing.
7250          */
7251         if (memcg == root)
7252                 return;
7253
7254         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7255         if (!usage)
7256                 return;
7257
7258         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7259
7260         if (parent == root) {
7261                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7262                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7263                 return;
7264         }
7265
7266         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7267
7268         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7269                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7270                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7271                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7272
7273         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7274                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7275                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7276                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7277 }
7278
7279 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7280                         gfp_t gfp)
7281 {
7282         int ret;
7283
7284         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7285         if (ret)
7286                 goto out;
7287
7288         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7289 out:
7290         return ret;
7291 }
7292
7293 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7294 {
7295         struct mem_cgroup *memcg;
7296         int ret;
7297
7298         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7299         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7300         css_put(&memcg->css);
7301
7302         return ret;
7303 }
7304
7305 /**
7306  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7307  * @memcg: memcg to charge.
7308  * @gfp: reclaim mode.
7309  * @nr_pages: number of pages to charge.
7310  *
7311  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7312  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7313  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7314  *
7315  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7316  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7317  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7318  * of try_charge().
7319  *
7320  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7321  */
7322 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7323                         long nr_pages)
7324 {
7325         /*
7326          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7327          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7328          */
7329         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7330                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7331                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7332                 return -EOPNOTSUPP;
7333
7334         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7335                 return -ENOMEM;
7336
7337         return 0;
7338 }
7339
7340 /**
7341  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7342  * @folio: folio to charge.
7343  * @mm: mm context of the victim
7344  * @gfp: reclaim mode
7345  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7346  *
7347  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7348  * adding the folio to the swapcache.
7349  *
7350  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7351  */
7352 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7353                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7354 {
7355         struct mem_cgroup *memcg;
7356         unsigned short id;
7357         int ret;
7358
7359         if (mem_cgroup_disabled())
7360                 return 0;
7361
7362         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7363         rcu_read_lock();
7364         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7365         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7366                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7367         rcu_read_unlock();
7368
7369         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7370
7371         css_put(&memcg->css);
7372         return ret;
7373 }
7374
7375 /*
7376  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7377  * @entry: swap entry for which the page is charged
7378  *
7379  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7380  *
7381  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7382  * is order 0 page.
7383  */
7384 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7385 {
7386         /*
7387          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7388          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7389          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7390          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7391          * the entire time.
7392          *
7393          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7394          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7395          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7396          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7397          */
7398         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7399                 /*
7400                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7401                  * let's not wait for it.  The page already received a
7402                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7403                  */
7404                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7405         }
7406 }
7407
7408 struct uncharge_gather {
7409         struct mem_cgroup *memcg;
7410         unsigned long nr_memory;
7411         unsigned long pgpgout;
7412         unsigned long nr_kmem;
7413         int nid;
7414 };
7415
7416 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7417 {
7418         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7419 }
7420
7421 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7422 {
7423         unsigned long flags;
7424
7425         if (ug->nr_memory) {
7426                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7427                 if (do_memsw_account())
7428                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7429                 if (ug->nr_kmem)
7430                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7431                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7432         }
7433
7434         local_irq_save(flags);
7435         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7436         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7437         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7438         local_irq_restore(flags);
7439
7440         /* drop reference from uncharge_folio */
7441         css_put(&ug->memcg->css);
7442 }
7443
7444 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7445 {
7446         long nr_pages;
7447         struct mem_cgroup *memcg;
7448         struct obj_cgroup *objcg;
7449
7450         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7451
7452         /*
7453          * Nobody should be changing or seriously looking at
7454          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7455          * exclusive access to the folio.
7456          */
7457         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7458                 objcg = __folio_objcg(folio);
7459                 /*
7460                  * This get matches the put at the end of the function and
7461                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7462                  */
7463                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7464         } else {
7465                 memcg = __folio_memcg(folio);
7466         }
7467
7468         if (!memcg)
7469                 return;
7470
7471         if (ug->memcg != memcg) {
7472                 if (ug->memcg) {
7473                         uncharge_batch(ug);
7474                         uncharge_gather_clear(ug);
7475                 }
7476                 ug->memcg = memcg;
7477                 ug->nid = folio_nid(folio);
7478
7479                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7480                 css_get(&memcg->css);
7481         }
7482
7483         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7484
7485         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7486                 ug->nr_memory += nr_pages;
7487                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7488
7489                 folio->memcg_data = 0;
7490                 obj_cgroup_put(objcg);
7491         } else {
7492                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7493                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7494                         ug->nr_memory += nr_pages;
7495                 ug->pgpgout++;
7496
7497                 folio->memcg_data = 0;
7498         }
7499
7500         css_put(&memcg->css);
7501 }
7502
7503 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7504 {
7505         struct uncharge_gather ug;
7506
7507         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7508         if (!folio_memcg(folio))
7509                 return;
7510
7511         uncharge_gather_clear(&ug);
7512         uncharge_folio(folio, &ug);
7513         uncharge_batch(&ug);
7514 }
7515
7516 void __mem_cgroup_uncharge_folios(struct folio_batch *folios)
7517 {
7518         struct uncharge_gather ug;
7519         unsigned int i;
7520
7521         uncharge_gather_clear(&ug);
7522         for (i = 0; i < folios->nr; i++)
7523                 uncharge_folio(folios->folios[i], &ug);
7524         if (ug.memcg)
7525                 uncharge_batch(&ug);
7526 }
7527
7528 /**
7529  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7530  * @old: Currently circulating folio.
7531  * @new: Replacement folio.
7532  *
7533  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7534  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7535  * (in replace_page_cache_folio()).
7536  *
7537  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7538  */
7539 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7540 {
7541         struct mem_cgroup *memcg;
7542         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7543         unsigned long flags;
7544
7545         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7546         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7547         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7548         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7549
7550         if (mem_cgroup_disabled())
7551                 return;
7552
7553         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7554         if (folio_memcg(new))
7555                 return;
7556
7557         memcg = folio_memcg(old);
7558         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7559         if (!memcg)
7560                 return;
7561
7562         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7563         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7564                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7565                 if (do_memsw_account())
7566                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7567         }
7568
7569         css_get(&memcg->css);
7570         commit_charge(new, memcg);
7571
7572         local_irq_save(flags);
7573         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7574         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7575         local_irq_restore(flags);
7576 }
7577
7578 /**
7579  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7580  * @old: Currently circulating folio.
7581  * @new: Replacement folio.
7582  *
7583  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7584  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7585  * will remain unchanged throughout the process.
7586  *
7587  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7588  */
7589 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7590 {
7591         struct mem_cgroup *memcg;
7592
7593         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7594         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7595         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7596         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7597
7598         if (mem_cgroup_disabled())
7599                 return;
7600
7601         memcg = folio_memcg(old);
7602         /*
7603          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7604          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7605          * was not selected.
7606          */
7607         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7608         if (!memcg)
7609                 return;
7610
7611         /* Transfer the charge and the css ref */
7612         commit_charge(new, memcg);
7613         /*
7614          * If the old folio is a large folio and is in the split queue, it needs
7615          * to be removed from the split queue now, in case getting an incorrect
7616          * split queue in destroy_large_folio() after the memcg of the old folio
7617          * is cleared.
7618          *
7619          * In addition, the old folio is about to be freed after migration, so
7620          * removing from the split queue a bit earlier seems reasonable.
7621          */
7622         if (folio_test_large(old) && folio_test_large_rmappable(old))
7623                 folio_undo_large_rmappable(old);
7624         old->memcg_data = 0;
7625 }
7626
7627 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7628 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7629
7630 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7631 {
7632         struct mem_cgroup *memcg;
7633
7634         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7635                 return;
7636
7637         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7638         if (!in_task())
7639                 return;
7640
7641         rcu_read_lock();
7642         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7643         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7644                 goto out;
7645         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7646                 goto out;
7647         if (css_tryget(&memcg->css))
7648                 sk->sk_memcg = memcg;
7649 out:
7650         rcu_read_unlock();
7651 }
7652
7653 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7654 {
7655         if (sk->sk_memcg)
7656                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7657 }
7658
7659 /**
7660  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7661  * @memcg: memcg to charge
7662  * @nr_pages: number of pages to charge
7663  * @gfp_mask: reclaim mode
7664  *
7665  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7666  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7667  */
7668 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7669                              gfp_t gfp_mask)
7670 {
7671         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7672                 struct page_counter *fail;
7673
7674                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7675                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7676                         return true;
7677                 }
7678                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7679                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7680                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7681                         return true;
7682                 }
7683                 return false;
7684         }
7685
7686         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7687                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7688                 return true;
7689         }
7690
7691         return false;
7692 }
7693
7694 /**
7695  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7696  * @memcg: memcg to uncharge
7697  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7698  */
7699 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7700 {
7701         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7702                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7703                 return;
7704         }
7705
7706         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7707
7708         refill_stock(memcg, nr_pages);
7709 }
7710
7711 static int __init cgroup_memory(char *s)
7712 {
7713         char *token;
7714
7715         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7716                 if (!*token)
7717                         continue;
7718                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7719                         cgroup_memory_nosocket = true;
7720                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7721                         cgroup_memory_nokmem = true;
7722                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7723                         cgroup_memory_nobpf = true;
7724         }
7725         return 1;
7726 }
7727 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7728
7729 /*
7730  * subsys_initcall() for memory controller.
7731  *
7732  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7733  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7734  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7735  * should be initialized from here.
7736  */
7737 static int __init mem_cgroup_init(void)
7738 {
7739         int cpu, node;
7740
7741         /*
7742          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7743          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7744          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7745          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7746          */
7747         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7748
7749         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7750                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7751
7752         for_each_possible_cpu(cpu)
7753                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7754                           drain_local_stock);
7755
7756         for_each_node(node) {
7757                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7758
7759                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7760
7761                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7762                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7763                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7764                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7765         }
7766
7767         return 0;
7768 }
7769 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7770
7771 #ifdef CONFIG_SWAP
7772 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7773 {
7774         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7775                 /*
7776                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7777                  * always be >= 1.
7778                  */
7779                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7780                         VM_BUG_ON(1);
7781                         break;
7782                 }
7783                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7784                 if (!memcg)
7785                         memcg = root_mem_cgroup;
7786         }
7787         return memcg;
7788 }
7789
7790 /**
7791  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7792  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7793  * @entry: swap entry to move the charge to
7794  *
7795  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7796  */
7797 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7798 {
7799         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7800         unsigned int nr_entries;
7801         unsigned short oldid;
7802
7803         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7804         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7805
7806         if (mem_cgroup_disabled())
7807                 return;
7808
7809         if (!do_memsw_account())
7810                 return;
7811
7812         memcg = folio_memcg(folio);
7813
7814         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7815         if (!memcg)
7816                 return;
7817
7818         /*
7819          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7820          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7821          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7822          */
7823         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7824         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7825         /* Get references for the tail pages, too */
7826         if (nr_entries > 1)
7827                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7828         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7829                                    nr_entries);
7830         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7831         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7832
7833         folio->memcg_data = 0;
7834
7835         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7836                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7837
7838         if (memcg != swap_memcg) {
7839                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7840                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7841                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7842         }
7843
7844         /*
7845          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7846          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7847          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7848          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7849          */
7850         memcg_stats_lock();
7851         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7852         memcg_stats_unlock();
7853         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7854
7855         css_put(&memcg->css);
7856 }
7857
7858 /**
7859  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7860  * @folio: folio being added to swap
7861  * @entry: swap entry to charge
7862  *
7863  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7864  *
7865  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7866  */
7867 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7868 {
7869         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7870         struct page_counter *counter;
7871         struct mem_cgroup *memcg;
7872         unsigned short oldid;
7873
7874         if (do_memsw_account())
7875                 return 0;
7876
7877         memcg = folio_memcg(folio);
7878
7879         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7880         if (!memcg)
7881                 return 0;
7882
7883         if (!entry.val) {
7884                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7885                 return 0;
7886         }
7887
7888         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7889
7890         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7891             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7892                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7893                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7894                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7895                 return -ENOMEM;
7896         }
7897
7898         /* Get references for the tail pages, too */
7899         if (nr_pages > 1)
7900                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7901         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7902         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7903         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7904
7905         return 0;
7906 }
7907
7908 /**
7909  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7910  * @entry: swap entry to uncharge
7911  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7912  */
7913 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7914 {
7915         struct mem_cgroup *memcg;
7916         unsigned short id;
7917
7918         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7919         rcu_read_lock();
7920         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7921         if (memcg) {
7922                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7923                         if (do_memsw_account())
7924                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7925                         else
7926                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7927                 }
7928                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7929                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7930         }
7931         rcu_read_unlock();
7932 }
7933
7934 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7935 {
7936         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7937
7938         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7939                 return nr_swap_pages;
7940         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7941                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7942                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7943                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7944         return nr_swap_pages;
7945 }
7946
7947 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7948 {
7949         struct mem_cgroup *memcg;
7950
7951         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7952
7953         if (vm_swap_full())
7954                 return true;
7955         if (do_memsw_account())
7956                 return false;
7957
7958         memcg = folio_memcg(folio);
7959         if (!memcg)
7960                 return false;
7961
7962         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7963                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7964
7965                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7966                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7967                         return true;
7968         }
7969
7970         return false;
7971 }
7972
7973 static int __init setup_swap_account(char *s)
7974 {
7975         bool res;
7976
7977         if (!kstrtobool(s, &res) && !res)
7978                 pr_warn_once("The swapaccount=0 commandline option is deprecated "
7979                              "in favor of configuring swap control via cgroupfs. "
7980                              "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
7981                              "depend on this functionality.\n");
7982         return 1;
7983 }
7984 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7985
7986 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7987                              struct cftype *cft)
7988 {
7989         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7990
7991         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7992 }
7993
7994 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7995                           struct cftype *cft)
7996 {
7997         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7998
7999         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
8000 }
8001
8002 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
8003 {
8004         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8005                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
8006 }
8007
8008 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
8009                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8010 {
8011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8012         unsigned long high;
8013         int err;
8014
8015         buf = strstrip(buf);
8016         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
8017         if (err)
8018                 return err;
8019
8020         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
8021
8022         return nbytes;
8023 }
8024
8025 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8026 {
8027         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8028                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
8029 }
8030
8031 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8032                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8033 {
8034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8035         unsigned long max;
8036         int err;
8037
8038         buf = strstrip(buf);
8039         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8040         if (err)
8041                 return err;
8042
8043         xchg(&memcg->swap.max, max);
8044
8045         return nbytes;
8046 }
8047
8048 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
8049 {
8050         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8051
8052         seq_printf(m, "high %lu\n",
8053                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
8054         seq_printf(m, "max %lu\n",
8055                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
8056         seq_printf(m, "fail %lu\n",
8057                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
8058
8059         return 0;
8060 }
8061
8062 static struct cftype swap_files[] = {
8063         {
8064                 .name = "swap.current",
8065                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8066                 .read_u64 = swap_current_read,
8067         },
8068         {
8069                 .name = "swap.high",
8070                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8071                 .seq_show = swap_high_show,
8072                 .write = swap_high_write,
8073         },
8074         {
8075                 .name = "swap.max",
8076                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8077                 .seq_show = swap_max_show,
8078                 .write = swap_max_write,
8079         },
8080         {
8081                 .name = "swap.peak",
8082                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8083                 .read_u64 = swap_peak_read,
8084         },
8085         {
8086                 .name = "swap.events",
8087                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8088                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8089                 .seq_show = swap_events_show,
8090         },
8091         { }     /* terminate */
8092 };
8093
8094 static struct cftype memsw_files[] = {
8095         {
8096                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8098                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8099         },
8100         {
8101                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8102                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8103                 .write = mem_cgroup_reset,
8104                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8105         },
8106         {
8107                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8108                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8109                 .write = mem_cgroup_write,
8110                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8111         },
8112         {
8113                 .name = "memsw.failcnt",
8114                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8115                 .write = mem_cgroup_reset,
8116                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8117         },
8118         { },    /* terminate */
8119 };
8120
8121 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8122 /**
8123  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8124  * @objcg: the object cgroup
8125  *
8126  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8127  *
8128  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8129  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8130  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8131  * spending cycles on compression when there is already no room left
8132  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8133  */
8134 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8135 {
8136         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8137         bool ret = true;
8138
8139         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8140                 return true;
8141
8142         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8143         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8144              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8145                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8146                 unsigned long pages;
8147
8148                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8149                         continue;
8150                 if (max == 0) {
8151                         ret = false;
8152                         break;
8153                 }
8154
8155                 /*
8156                  * mem_cgroup_flush_stats() ignores small changes. Use
8157                  * do_flush_stats() directly to get accurate stats for charging.
8158                  */
8159                 do_flush_stats(memcg);
8160                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8161                 if (pages < max)
8162                         continue;
8163                 ret = false;
8164                 break;
8165         }
8166         mem_cgroup_put(original_memcg);
8167         return ret;
8168 }
8169
8170 /**
8171  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8172  * @objcg: the object cgroup
8173  * @size: size of compressed object
8174  *
8175  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8176  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8177  */
8178 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8179 {
8180         struct mem_cgroup *memcg;
8181
8182         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8183                 return;
8184
8185         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8186
8187         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8188         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8189                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8190
8191         rcu_read_lock();
8192         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8193         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8194         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8195         rcu_read_unlock();
8196 }
8197
8198 /**
8199  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8200  * @objcg: the object cgroup
8201  * @size: size of compressed object
8202  *
8203  * Uncharges zswap memory on page in.
8204  */
8205 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8206 {
8207         struct mem_cgroup *memcg;
8208
8209         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8210                 return;
8211
8212         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8213
8214         rcu_read_lock();
8215         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8216         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8217         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8218         rcu_read_unlock();
8219 }
8220
8221 bool mem_cgroup_zswap_writeback_enabled(struct mem_cgroup *memcg)
8222 {
8223         /* if zswap is disabled, do not block pages going to the swapping device */
8224         return !is_zswap_enabled() || !memcg || READ_ONCE(memcg->zswap_writeback);
8225 }
8226
8227 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8228                               struct cftype *cft)
8229 {
8230         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
8231
8232         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
8233         return memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B);
8234 }
8235
8236 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8237 {
8238         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8239                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8240 }
8241
8242 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8243                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8244 {
8245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8246         unsigned long max;
8247         int err;
8248
8249         buf = strstrip(buf);
8250         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8251         if (err)
8252                 return err;
8253
8254         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8255
8256         return nbytes;
8257 }
8258
8259 static int zswap_writeback_show(struct seq_file *m, void *v)
8260 {
8261         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8262
8263         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->zswap_writeback));
8264         return 0;
8265 }
8266
8267 static ssize_t zswap_writeback_write(struct kernfs_open_file *of,
8268                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8269 {
8270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8271         int zswap_writeback;
8272         ssize_t parse_ret = kstrtoint(strstrip(buf), 0, &zswap_writeback);
8273
8274         if (parse_ret)
8275                 return parse_ret;
8276
8277         if (zswap_writeback != 0 && zswap_writeback != 1)
8278                 return -EINVAL;
8279
8280         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback, zswap_writeback);
8281         return nbytes;
8282 }
8283
8284 static struct cftype zswap_files[] = {
8285         {
8286                 .name = "zswap.current",
8287                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8288                 .read_u64 = zswap_current_read,
8289         },
8290         {
8291                 .name = "zswap.max",
8292                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8293                 .seq_show = zswap_max_show,
8294                 .write = zswap_max_write,
8295         },
8296         {
8297                 .name = "zswap.writeback",
8298                 .seq_show = zswap_writeback_show,
8299                 .write = zswap_writeback_write,
8300         },
8301         { }     /* terminate */
8302 };
8303 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8304
8305 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8306 {
8307         if (mem_cgroup_disabled())
8308                 return 0;
8309
8310         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8311         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8312 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8313         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8314 #endif
8315         return 0;
8316 }
8317 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8318
8319 #endif /* CONFIG_SWAP */