misc/trinity: Fix invalid spdk identifiers
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&objcg_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /*
634  * memcg and lruvec stats flushing
635  *
636  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
637  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
638  * flushing the kernel does:
639  *
640  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
641  *    rstat update tree grow unbounded.
642  *
643  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
644  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
645  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
646  *    only for 2 seconds due to (1).
647  */
648 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
649 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
650 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
651 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
652 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
653 static u64 flush_next_time;
654
655 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
656
657 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
658 {
659         unsigned int x;
660
661         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
662
663         x = __this_cpu_add_return(stats_updates, abs(val));
664         if (x > MEMCG_CHARGE_BATCH) {
665                 atomic_add(x / MEMCG_CHARGE_BATCH, &stats_flush_threshold);
666                 __this_cpu_write(stats_updates, 0);
667         }
668 }
669
670 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
671 {
672         unsigned long flag;
673
674         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
675                 return;
676
677         flush_next_time = jiffies_64 + 2*FLUSH_TIME;
678         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
679         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
680         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
681 }
682
683 void mem_cgroup_flush_stats(void)
684 {
685         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
686                 __mem_cgroup_flush_stats();
687 }
688
689 void mem_cgroup_flush_stats_delayed(void)
690 {
691         if (time_after64(jiffies_64, flush_next_time))
692                 mem_cgroup_flush_stats();
693 }
694
695 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
696 {
697         __mem_cgroup_flush_stats();
698         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
699 }
700
701 /**
702  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
703  * @memcg: the memory cgroup
704  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
705  * @val: delta to add to the counter, can be negative
706  */
707 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
708 {
709         if (mem_cgroup_disabled())
710                 return;
711
712         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
713         memcg_rstat_updated(memcg, val);
714 }
715
716 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
717 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
718 {
719         long x = 0;
720         int cpu;
721
722         for_each_possible_cpu(cpu)
723                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
724 #ifdef CONFIG_SMP
725         if (x < 0)
726                 x = 0;
727 #endif
728         return x;
729 }
730
731 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
732                               int val)
733 {
734         struct mem_cgroup_per_node *pn;
735         struct mem_cgroup *memcg;
736
737         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
738         memcg = pn->memcg;
739
740         /* Update memcg */
741         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
742
743         /* Update lruvec */
744         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
745
746         memcg_rstat_updated(memcg, val);
747 }
748
749 /**
750  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
751  * @lruvec: the lruvec
752  * @idx: the stat item
753  * @val: delta to add to the counter, can be negative
754  *
755  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
756  * function updates the all three counters that are affected by a
757  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
758  */
759 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
760                         int val)
761 {
762         /* Update node */
763         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
764
765         /* Update memcg and lruvec */
766         if (!mem_cgroup_disabled())
767                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
768 }
769
770 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
771                              int val)
772 {
773         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
774         struct mem_cgroup *memcg;
775         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
776         struct lruvec *lruvec;
777
778         rcu_read_lock();
779         memcg = page_memcg(head);
780         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
781         if (!memcg) {
782                 rcu_read_unlock();
783                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
784                 return;
785         }
786
787         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
788         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
789         rcu_read_unlock();
790 }
791 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
792
793 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
794 {
795         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
796         struct mem_cgroup *memcg;
797         struct lruvec *lruvec;
798
799         rcu_read_lock();
800         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
801
802         /*
803          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
804          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
805          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
806          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
807          */
808         if (!memcg) {
809                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
810         } else {
811                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
812                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
813         }
814         rcu_read_unlock();
815 }
816
817 /*
818  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
819  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
820  */
821 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
822                                      struct pglist_data *pgdat,
823                                      enum node_stat_item idx, int nr)
824 {
825         struct mem_cgroup *memcg;
826         struct lruvec *lruvec;
827
828         rcu_read_lock();
829         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
830         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
831         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
832         rcu_read_unlock();
833 }
834
835 /**
836  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
837  * @memcg: the memory cgroup
838  * @idx: the event item
839  * @count: the number of events that occurred
840  */
841 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
842                           unsigned long count)
843 {
844         if (mem_cgroup_disabled())
845                 return;
846
847         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
848         memcg_rstat_updated(memcg, count);
849 }
850
851 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
852 {
853         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
854 }
855
856 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
857 {
858         long x = 0;
859         int cpu;
860
861         for_each_possible_cpu(cpu)
862                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
863         return x;
864 }
865
866 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
867                                          struct page *page,
868                                          int nr_pages)
869 {
870         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
871         if (nr_pages > 0)
872                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
873         else {
874                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
875                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
876         }
877
878         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
879 }
880
881 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
882                                        enum mem_cgroup_events_target target)
883 {
884         unsigned long val, next;
885
886         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
887         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
888         /* from time_after() in jiffies.h */
889         if ((long)(next - val) < 0) {
890                 switch (target) {
891                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
892                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
893                         break;
894                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
895                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
896                         break;
897                 default:
898                         break;
899                 }
900                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
901                 return true;
902         }
903         return false;
904 }
905
906 /*
907  * Check events in order.
908  *
909  */
910 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
911 {
912         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
913         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
914                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
915                 bool do_softlimit;
916
917                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
918                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
919                 mem_cgroup_threshold(memcg);
920                 if (unlikely(do_softlimit))
921                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
922         }
923 }
924
925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
926 {
927         /*
928          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
929          * if it races with swapoff, page migration, etc.
930          * So this can be called with p == NULL.
931          */
932         if (unlikely(!p))
933                 return NULL;
934
935         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
936 }
937 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
938
939 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
940 {
941         if (!in_task())
942                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
943         else
944                 return current->active_memcg;
945 }
946
947 /**
948  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
949  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
950  *
951  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
952  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
953  * 1) The active memcg, if set.
954  * 2) current->mm->memcg, if available
955  * 3) root memcg
956  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
957  */
958 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
959 {
960         struct mem_cgroup *memcg;
961
962         if (mem_cgroup_disabled())
963                 return NULL;
964
965         /*
966          * Page cache insertions can happen without an
967          * actual mm context, e.g. during disk probing
968          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
969          *
970          * No need to css_get on root memcg as the reference
971          * counting is disabled on the root level in the
972          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
973          */
974         if (unlikely(!mm)) {
975                 memcg = active_memcg();
976                 if (unlikely(memcg)) {
977                         /* remote memcg must hold a ref */
978                         css_get(&memcg->css);
979                         return memcg;
980                 }
981                 mm = current->mm;
982                 if (unlikely(!mm))
983                         return root_mem_cgroup;
984         }
985
986         rcu_read_lock();
987         do {
988                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
989                 if (unlikely(!memcg))
990                         memcg = root_mem_cgroup;
991         } while (!css_tryget(&memcg->css));
992         rcu_read_unlock();
993         return memcg;
994 }
995 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
996
997 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
998 {
999         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1000         if (unlikely(active_memcg()))
1001                 return false;
1002
1003         /* Memcg to charge can't be determined. */
1004         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1005                 return true;
1006
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /**
1011  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1012  * @root: hierarchy root
1013  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1014  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1015  *
1016  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1017  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1018  *
1019  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1020  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1021  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1022  *
1023  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1024  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1025  * same node.
1026  */
1027 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1028                                    struct mem_cgroup *prev,
1029                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1030 {
1031         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1032         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1033         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1034         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1035
1036         if (mem_cgroup_disabled())
1037                 return NULL;
1038
1039         if (!root)
1040                 root = root_mem_cgroup;
1041
1042         if (prev && !reclaim)
1043                 pos = prev;
1044
1045         rcu_read_lock();
1046
1047         if (reclaim) {
1048                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1049
1050                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1051                 iter = &mz->iter;
1052
1053                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1054                         goto out_unlock;
1055
1056                 while (1) {
1057                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1058                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1059                                 break;
1060                         /*
1061                          * css reference reached zero, so iter->position will
1062                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1063                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1064                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1065                          * might block it. So we clear iter->position right
1066                          * away.
1067                          */
1068                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1069                 }
1070         }
1071
1072         if (pos)
1073                 css = &pos->css;
1074
1075         for (;;) {
1076                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1077                 if (!css) {
1078                         /*
1079                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1080                          * new one might jump in right at the end of
1081                          * the hierarchy - make sure they see at least
1082                          * one group and restart from the beginning.
1083                          */
1084                         if (!prev)
1085                                 continue;
1086                         break;
1087                 }
1088
1089                 /*
1090                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1091                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1092                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1093                  */
1094                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1095
1096                 if (css == &root->css)
1097                         break;
1098
1099                 if (css_tryget(css))
1100                         break;
1101
1102                 memcg = NULL;
1103         }
1104
1105         if (reclaim) {
1106                 /*
1107                  * The position could have already been updated by a competing
1108                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1109                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1110                  */
1111                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1112
1113                 if (pos)
1114                         css_put(&pos->css);
1115
1116                 if (!memcg)
1117                         iter->generation++;
1118                 else if (!prev)
1119                         reclaim->generation = iter->generation;
1120         }
1121
1122 out_unlock:
1123         rcu_read_unlock();
1124         if (prev && prev != root)
1125                 css_put(&prev->css);
1126
1127         return memcg;
1128 }
1129
1130 /**
1131  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1132  * @root: hierarchy root
1133  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1134  */
1135 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1136                            struct mem_cgroup *prev)
1137 {
1138         if (!root)
1139                 root = root_mem_cgroup;
1140         if (prev && prev != root)
1141                 css_put(&prev->css);
1142 }
1143
1144 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1145                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1146 {
1147         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1148         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1149         int nid;
1150
1151         for_each_node(nid) {
1152                 mz = from->nodeinfo[nid];
1153                 iter = &mz->iter;
1154                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1155         }
1156 }
1157
1158 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1159 {
1160         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1161         struct mem_cgroup *last;
1162
1163         do {
1164                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1165                 last = memcg;
1166         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1167
1168         /*
1169          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1170          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1171          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1172          * dead_memcg from cgroup root separately.
1173          */
1174         if (last != root_mem_cgroup)
1175                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1176                                                 dead_memcg);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1181  * @memcg: hierarchy root
1182  * @fn: function to call for each task
1183  * @arg: argument passed to @fn
1184  *
1185  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1186  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1187  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1188  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1189  *
1190  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1191  */
1192 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1193                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1194 {
1195         struct mem_cgroup *iter;
1196         int ret = 0;
1197
1198         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1199
1200         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1201                 struct css_task_iter it;
1202                 struct task_struct *task;
1203
1204                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1205                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1206                         ret = fn(task, arg);
1207                 css_task_iter_end(&it);
1208                 if (ret) {
1209                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1210                         break;
1211                 }
1212         }
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1217 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1218 {
1219         struct mem_cgroup *memcg;
1220
1221         if (mem_cgroup_disabled())
1222                 return;
1223
1224         memcg = page_memcg(page);
1225
1226         if (!memcg)
1227                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1228         else
1229                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1230 }
1231 #endif
1232
1233 /**
1234  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1235  * @page: the page
1236  *
1237  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1238  * - page locked
1239  * - PageLRU cleared
1240  * - lock_page_memcg()
1241  * - page->_refcount is zero
1242  */
1243 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1244 {
1245         struct lruvec *lruvec;
1246
1247         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1248         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1249
1250         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1251
1252         return lruvec;
1253 }
1254
1255 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1256 {
1257         struct lruvec *lruvec;
1258
1259         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1260         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1261
1262         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1263
1264         return lruvec;
1265 }
1266
1267 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1268 {
1269         struct lruvec *lruvec;
1270
1271         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1272         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1273
1274         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1275
1276         return lruvec;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1281  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1282  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1283  * @zid: zone id of the accounted pages
1284  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1285  *
1286  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1287  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1288  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1289  */
1290 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1291                                 int zid, int nr_pages)
1292 {
1293         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1294         unsigned long *lru_size;
1295         long size;
1296
1297         if (mem_cgroup_disabled())
1298                 return;
1299
1300         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1301         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1302
1303         if (nr_pages < 0)
1304                 *lru_size += nr_pages;
1305
1306         size = *lru_size;
1307         if (WARN_ONCE(size < 0,
1308                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1309                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1310                 VM_BUG_ON(1);
1311                 *lru_size = 0;
1312         }
1313
1314         if (nr_pages > 0)
1315                 *lru_size += nr_pages;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1320  * @memcg: the memory cgroup
1321  *
1322  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1323  * pages.
1324  */
1325 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         unsigned long margin = 0;
1328         unsigned long count;
1329         unsigned long limit;
1330
1331         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1332         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1333         if (count < limit)
1334                 margin = limit - count;
1335
1336         if (do_memsw_account()) {
1337                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1338                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1339                 if (count < limit)
1340                         margin = min(margin, limit - count);
1341                 else
1342                         margin = 0;
1343         }
1344
1345         return margin;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1350  *
1351  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1352  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1353  * caused by "move".
1354  */
1355 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         struct mem_cgroup *from;
1358         struct mem_cgroup *to;
1359         bool ret = false;
1360         /*
1361          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1362          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1363          */
1364         spin_lock(&mc.lock);
1365         from = mc.from;
1366         to = mc.to;
1367         if (!from)
1368                 goto unlock;
1369
1370         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1371                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1372 unlock:
1373         spin_unlock(&mc.lock);
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1378 {
1379         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1380                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1381                         DEFINE_WAIT(wait);
1382                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1383                         /* moving charge context might have finished. */
1384                         if (mc.moving_task)
1385                                 schedule();
1386                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1387                         return true;
1388                 }
1389         }
1390         return false;
1391 }
1392
1393 struct memory_stat {
1394         const char *name;
1395         unsigned int idx;
1396 };
1397
1398 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1399         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1400         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1401         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1402         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1403         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1404         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1405         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1406         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1407         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1408         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1409 #ifdef CONFIG_SWAP
1410         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1411 #endif
1412 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1413         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1414         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1415         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1416 #endif
1417         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1418         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1419         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1420         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1421         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1422         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1423         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1424
1425         /* The memory events */
1426         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1427         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1428         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1429         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1430         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1431         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1432         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1433 };
1434
1435 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1436 static int memcg_page_state_unit(int item)
1437 {
1438         switch (item) {
1439         case MEMCG_PERCPU_B:
1440         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1441         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1442         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1443         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1444         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1445         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1446         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1447         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1448         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1449                 return 1;
1450         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1451                 return SZ_1K;
1452         default:
1453                 return PAGE_SIZE;
1454         }
1455 }
1456
1457 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1458                                                     int item)
1459 {
1460         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1461 }
1462
1463 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         struct seq_buf s;
1466         int i;
1467
1468         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1469         if (!s.buffer)
1470                 return NULL;
1471
1472         /*
1473          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1474          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1475          *
1476          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1477          * 1) generic big picture -> specifics and details
1478          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1479          *
1480          * Current memory state:
1481          */
1482         mem_cgroup_flush_stats();
1483
1484         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1485                 u64 size;
1486
1487                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1488                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1489
1490                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1491                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1492                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1493                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1494                 }
1495         }
1496
1497         /* Accumulated memory events */
1498
1499         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1500                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1501         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1502                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1503         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1504                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1505         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1506                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1507                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1508         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1509                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1510                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1511         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1512                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1513         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1514                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1515         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1516                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1517         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1518                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1519
1520 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1521         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1522                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1523         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1524                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1525 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1526
1527         /* The above should easily fit into one page */
1528         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1529
1530         return s.buffer;
1531 }
1532
1533 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1534 /**
1535  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1536  * memory controller.
1537  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1538  * @p: Task that is going to be killed
1539  *
1540  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1541  * enabled
1542  */
1543 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1544 {
1545         rcu_read_lock();
1546
1547         if (memcg) {
1548                 pr_cont(",oom_memcg=");
1549                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1550         } else
1551                 pr_cont(",global_oom");
1552         if (p) {
1553                 pr_cont(",task_memcg=");
1554                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1555         }
1556         rcu_read_unlock();
1557 }
1558
1559 /**
1560  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1561  * memory controller.
1562  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1563  */
1564 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         char *buf;
1567
1568         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1569                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1570                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1571         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1572                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1573                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1574                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1575         else {
1576                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1577                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1578                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1579                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1580                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1581                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1582         }
1583
1584         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1585         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1586         pr_cont(":");
1587         buf = memory_stat_format(memcg);
1588         if (!buf)
1589                 return;
1590         pr_info("%s", buf);
1591         kfree(buf);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1596  */
1597 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1600
1601         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1602                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1603                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1604                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1605         } else { /* v1 */
1606                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1607                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1608                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1609
1610                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1611                 }
1612         }
1613         return max;
1614 }
1615
1616 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         return page_counter_read(&memcg->memory);
1619 }
1620
1621 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1622                                      int order)
1623 {
1624         struct oom_control oc = {
1625                 .zonelist = NULL,
1626                 .nodemask = NULL,
1627                 .memcg = memcg,
1628                 .gfp_mask = gfp_mask,
1629                 .order = order,
1630         };
1631         bool ret = true;
1632
1633         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1634                 return true;
1635
1636         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1637                 goto unlock;
1638
1639         /*
1640          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1641          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1642          */
1643         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1644
1645 unlock:
1646         mutex_unlock(&oom_lock);
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1651                                    pg_data_t *pgdat,
1652                                    gfp_t gfp_mask,
1653                                    unsigned long *total_scanned)
1654 {
1655         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1656         int total = 0;
1657         int loop = 0;
1658         unsigned long excess;
1659         unsigned long nr_scanned;
1660         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1661                 .pgdat = pgdat,
1662         };
1663
1664         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1665
1666         while (1) {
1667                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1668                 if (!victim) {
1669                         loop++;
1670                         if (loop >= 2) {
1671                                 /*
1672                                  * If we have not been able to reclaim
1673                                  * anything, it might because there are
1674                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1675                                  */
1676                                 if (!total)
1677                                         break;
1678                                 /*
1679                                  * We want to do more targeted reclaim.
1680                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1681                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1682                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1683                                  */
1684                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1685                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1686                                         break;
1687                         }
1688                         continue;
1689                 }
1690                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1691                                         pgdat, &nr_scanned);
1692                 *total_scanned += nr_scanned;
1693                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1694                         break;
1695         }
1696         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1697         return total;
1698 }
1699
1700 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1701 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1702         .name = "memcg_oom_lock",
1703 };
1704 #endif
1705
1706 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1707
1708 /*
1709  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1710  * If someone is running, return false.
1711  */
1712 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1713 {
1714         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1715
1716         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1717
1718         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1719                 if (iter->oom_lock) {
1720                         /*
1721                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1722                          * so we cannot give a lock.
1723                          */
1724                         failed = iter;
1725                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1726                         break;
1727                 } else
1728                         iter->oom_lock = true;
1729         }
1730
1731         if (failed) {
1732                 /*
1733                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1734                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1735                  */
1736                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1737                         if (iter == failed) {
1738                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1739                                 break;
1740                         }
1741                         iter->oom_lock = false;
1742                 }
1743         } else
1744                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1745
1746         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1747
1748         return !failed;
1749 }
1750
1751 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1752 {
1753         struct mem_cgroup *iter;
1754
1755         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1756         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1757         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1758                 iter->oom_lock = false;
1759         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1760 }
1761
1762 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *iter;
1765
1766         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1767         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1768                 iter->under_oom++;
1769         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1770 }
1771
1772 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *iter;
1775
1776         /*
1777          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1778          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1779          */
1780         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1782                 if (iter->under_oom > 0)
1783                         iter->under_oom--;
1784         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1785 }
1786
1787 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1788
1789 struct oom_wait_info {
1790         struct mem_cgroup *memcg;
1791         wait_queue_entry_t      wait;
1792 };
1793
1794 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1795         unsigned mode, int sync, void *arg)
1796 {
1797         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1798         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1799         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1800
1801         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1802         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1803
1804         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1805             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1806                 return 0;
1807         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1808 }
1809
1810 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1811 {
1812         /*
1813          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1814          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1815          * this function is called as a result of userland actions
1816          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1817          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1818          * triggering notification.
1819          */
1820         if (memcg && memcg->under_oom)
1821                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1822 }
1823
1824 enum oom_status {
1825         OOM_SUCCESS,
1826         OOM_FAILED,
1827         OOM_ASYNC,
1828         OOM_SKIPPED
1829 };
1830
1831 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1832 {
1833         enum oom_status ret;
1834         bool locked;
1835
1836         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1837                 return OOM_SKIPPED;
1838
1839         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1840
1841         /*
1842          * We are in the middle of the charge context here, so we
1843          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1844          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1845          *
1846          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1847          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1848          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1849          * released.
1850          *
1851          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1852          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1853          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1854          * invoke the oom killer here.
1855          *
1856          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1857          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1858          */
1859         if (memcg->oom_kill_disable) {
1860                 if (!current->in_user_fault)
1861                         return OOM_SKIPPED;
1862                 css_get(&memcg->css);
1863                 current->memcg_in_oom = memcg;
1864                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1865                 current->memcg_oom_order = order;
1866
1867                 return OOM_ASYNC;
1868         }
1869
1870         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1871
1872         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1873
1874         if (locked)
1875                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1876
1877         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1878         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1879                 ret = OOM_SUCCESS;
1880         else
1881                 ret = OOM_FAILED;
1882
1883         if (locked)
1884                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1885
1886         return ret;
1887 }
1888
1889 /**
1890  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1891  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1892  *
1893  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1894  * handler was enabled.
1895  *
1896  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1897  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1898  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1899  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1900  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1901  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1902  *
1903  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1904  * completed, %false otherwise.
1905  */
1906 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1907 {
1908         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1909         struct oom_wait_info owait;
1910         bool locked;
1911
1912         /* OOM is global, do not handle */
1913         if (!memcg)
1914                 return false;
1915
1916         if (!handle)
1917                 goto cleanup;
1918
1919         owait.memcg = memcg;
1920         owait.wait.flags = 0;
1921         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1922         owait.wait.private = current;
1923         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1924
1925         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1926         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1927
1928         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1929
1930         if (locked)
1931                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1932
1933         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1934                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1935                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1936                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1937                                          current->memcg_oom_order);
1938         } else {
1939                 schedule();
1940                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1941                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1942         }
1943
1944         if (locked) {
1945                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1946                 /*
1947                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1948                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1949                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1950                  */
1951                 memcg_oom_recover(memcg);
1952         }
1953 cleanup:
1954         current->memcg_in_oom = NULL;
1955         css_put(&memcg->css);
1956         return true;
1957 }
1958
1959 /**
1960  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1961  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1962  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1963  *
1964  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1965  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1966  *
1967  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1968  */
1969 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1970                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1971 {
1972         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1973         struct mem_cgroup *memcg;
1974
1975         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1976                 return NULL;
1977
1978         if (!oom_domain)
1979                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1980
1981         rcu_read_lock();
1982
1983         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1984         if (memcg == root_mem_cgroup)
1985                 goto out;
1986
1987         /*
1988          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1989          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1990          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1991          */
1992         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1993                 goto out;
1994
1995         /*
1996          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1997          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1998          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1999          */
2000         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2001                 if (memcg->oom_group)
2002                         oom_group = memcg;
2003
2004                 if (memcg == oom_domain)
2005                         break;
2006         }
2007
2008         if (oom_group)
2009                 css_get(&oom_group->css);
2010 out:
2011         rcu_read_unlock();
2012
2013         return oom_group;
2014 }
2015
2016 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         pr_info("Tasks in ");
2019         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2020         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2021 }
2022
2023 /**
2024  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2025  * @page: the page
2026  *
2027  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2028  * another cgroup.
2029  *
2030  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2031  * for the lifetime of the page.
2032  */
2033 void lock_page_memcg(struct page *page)
2034 {
2035         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2036         struct mem_cgroup *memcg;
2037         unsigned long flags;
2038
2039         /*
2040          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2041          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2042          * because page moving starts with an RCU grace period.
2043          */
2044         rcu_read_lock();
2045
2046         if (mem_cgroup_disabled())
2047                 return;
2048 again:
2049         memcg = page_memcg(head);
2050         if (unlikely(!memcg))
2051                 return;
2052
2053 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2054         local_irq_save(flags);
2055         might_lock(&memcg->move_lock);
2056         local_irq_restore(flags);
2057 #endif
2058
2059         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2060                 return;
2061
2062         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2063         if (memcg != page_memcg(head)) {
2064                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2065                 goto again;
2066         }
2067
2068         /*
2069          * When charge migration first begins, we can have multiple
2070          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2071          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2072          * move_lock for unlock_page_memcg().
2073          */
2074         memcg->move_lock_task = current;
2075         memcg->move_lock_flags = flags;
2076 }
2077 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2078
2079 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2080 {
2081         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2082                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2083
2084                 memcg->move_lock_task = NULL;
2085                 memcg->move_lock_flags = 0;
2086
2087                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2088         }
2089
2090         rcu_read_unlock();
2091 }
2092
2093 /**
2094  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2095  * @page: the page
2096  */
2097 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2098 {
2099         struct page *head = compound_head(page);
2100
2101         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2102 }
2103 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2104
2105 struct obj_stock {
2106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2107         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2108         struct pglist_data *cached_pgdat;
2109         unsigned int nr_bytes;
2110         int nr_slab_reclaimable_b;
2111         int nr_slab_unreclaimable_b;
2112 #else
2113         int dummy[0];
2114 #endif
2115 };
2116
2117 struct memcg_stock_pcp {
2118         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2119         unsigned int nr_pages;
2120         struct obj_stock task_obj;
2121         struct obj_stock irq_obj;
2122
2123         struct work_struct work;
2124         unsigned long flags;
2125 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2126 };
2127 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2128 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2129
2130 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2131 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2132 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2133                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2134
2135 #else
2136 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2137 {
2138 }
2139 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2140                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         return false;
2143 }
2144 #endif
2145
2146 /*
2147  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2148  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2149  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2150  * task context and interrupt context access respectively.
2151  *
2152  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2153  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2154  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2155  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2156  */
2157 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2158 {
2159         struct memcg_stock_pcp *stock;
2160
2161         if (likely(in_task())) {
2162                 *pflags = 0UL;
2163                 preempt_disable();
2164                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2165                 return &stock->task_obj;
2166         }
2167
2168         local_irq_save(*pflags);
2169         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2170         return &stock->irq_obj;
2171 }
2172
2173 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2174 {
2175         if (likely(in_task()))
2176                 preempt_enable();
2177         else
2178                 local_irq_restore(flags);
2179 }
2180
2181 /**
2182  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2183  * @memcg: memcg to consume from.
2184  * @nr_pages: how many pages to charge.
2185  *
2186  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2187  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2188  * service an allocation will refill the stock.
2189  *
2190  * returns true if successful, false otherwise.
2191  */
2192 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2193 {
2194         struct memcg_stock_pcp *stock;
2195         unsigned long flags;
2196         bool ret = false;
2197
2198         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2199                 return ret;
2200
2201         local_irq_save(flags);
2202
2203         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2204         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2205                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2206                 ret = true;
2207         }
2208
2209         local_irq_restore(flags);
2210
2211         return ret;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2216  */
2217 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2218 {
2219         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2220
2221         if (!old)
2222                 return;
2223
2224         if (stock->nr_pages) {
2225                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2226                 if (do_memsw_account())
2227                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2228                 stock->nr_pages = 0;
2229         }
2230
2231         css_put(&old->css);
2232         stock->cached = NULL;
2233 }
2234
2235 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2236 {
2237         struct memcg_stock_pcp *stock;
2238         unsigned long flags;
2239
2240         /*
2241          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2242          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2243          * here with IRQ disabled
2244          */
2245         local_irq_save(flags);
2246
2247         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2248         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2249         if (in_task())
2250                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2251         drain_stock(stock);
2252         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2253
2254         local_irq_restore(flags);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2259  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2260  */
2261 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2262 {
2263         struct memcg_stock_pcp *stock;
2264         unsigned long flags;
2265
2266         local_irq_save(flags);
2267
2268         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2269         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2270                 drain_stock(stock);
2271                 css_get(&memcg->css);
2272                 stock->cached = memcg;
2273         }
2274         stock->nr_pages += nr_pages;
2275
2276         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2277                 drain_stock(stock);
2278
2279         local_irq_restore(flags);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2284  * of the hierarchy under it.
2285  */
2286 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2287 {
2288         int cpu, curcpu;
2289
2290         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2291         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2292                 return;
2293         /*
2294          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2295          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2296          * as well as workers from this path always operate on the local
2297          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2298          */
2299         curcpu = get_cpu();
2300         for_each_online_cpu(cpu) {
2301                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2302                 struct mem_cgroup *memcg;
2303                 bool flush = false;
2304
2305                 rcu_read_lock();
2306                 memcg = stock->cached;
2307                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2308                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2309                         flush = true;
2310                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2311                         flush = true;
2312                 rcu_read_unlock();
2313
2314                 if (flush &&
2315                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2316                         if (cpu == curcpu)
2317                                 drain_local_stock(&stock->work);
2318                         else
2319                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2320                 }
2321         }
2322         put_cpu();
2323         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2324 }
2325
2326 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2327 {
2328         struct memcg_stock_pcp *stock;
2329
2330         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2331         drain_stock(stock);
2332
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2337                                   unsigned int nr_pages,
2338                                   gfp_t gfp_mask)
2339 {
2340         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2341
2342         do {
2343                 unsigned long pflags;
2344
2345                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2346                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2347                         continue;
2348
2349                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2350
2351                 psi_memstall_enter(&pflags);
2352                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2353                                                              gfp_mask, true);
2354                 psi_memstall_leave(&pflags);
2355         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2356                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2357
2358         return nr_reclaimed;
2359 }
2360
2361 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2362 {
2363         struct mem_cgroup *memcg;
2364
2365         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2366         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2371  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2372  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2373  */
2374 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2375
2376 /*
2377  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2378  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2379  * below.
2380  *
2381  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2382  *   overage ratio to a delay.
2383  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2384  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2385  *   to produce a reasonable delay curve.
2386  *
2387  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2388  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2389  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2390  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2391  * example, with a high of 100 megabytes:
2392  *
2393  *  +-------+------------------------+
2394  *  | usage | time to allocate in ms |
2395  *  +-------+------------------------+
2396  *  | 100M  |                      0 |
2397  *  | 101M  |                      6 |
2398  *  | 102M  |                     25 |
2399  *  | 103M  |                     57 |
2400  *  | 104M  |                    102 |
2401  *  | 105M  |                    159 |
2402  *  | 106M  |                    230 |
2403  *  | 107M  |                    313 |
2404  *  | 108M  |                    409 |
2405  *  | 109M  |                    518 |
2406  *  | 110M  |                    639 |
2407  *  | 111M  |                    774 |
2408  *  | 112M  |                    921 |
2409  *  | 113M  |                   1081 |
2410  *  | 114M  |                   1254 |
2411  *  | 115M  |                   1439 |
2412  *  | 116M  |                   1638 |
2413  *  | 117M  |                   1849 |
2414  *  | 118M  |                   2000 |
2415  *  | 119M  |                   2000 |
2416  *  | 120M  |                   2000 |
2417  *  +-------+------------------------+
2418  */
2419  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2420  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2421
2422 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2423 {
2424         u64 overage;
2425
2426         if (usage <= high)
2427                 return 0;
2428
2429         /*
2430          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2431          * it was a threshold of 1 page
2432          */
2433         high = max(high, 1UL);
2434
2435         overage = usage - high;
2436         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2437         return div64_u64(overage, high);
2438 }
2439
2440 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2441 {
2442         u64 overage, max_overage = 0;
2443
2444         do {
2445                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2446                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2447                 max_overage = max(overage, max_overage);
2448         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2449                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2450
2451         return max_overage;
2452 }
2453
2454 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2455 {
2456         u64 overage, max_overage = 0;
2457
2458         do {
2459                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2460                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2461                 if (overage)
2462                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2463                 max_overage = max(overage, max_overage);
2464         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2465                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2466
2467         return max_overage;
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2472  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2473  */
2474 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2475                                           unsigned int nr_pages,
2476                                           u64 max_overage)
2477 {
2478         unsigned long penalty_jiffies;
2479
2480         if (!max_overage)
2481                 return 0;
2482
2483         /*
2484          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2485          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2486          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2487          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2488          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2489          * overage amount.
2490          */
2491         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2492         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2493         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2494
2495         /*
2496          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2497          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2498          * 4N-sized allocation.
2499          *
2500          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2501          * larger the current charge patch is than that.
2502          */
2503         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2508  * and reclaims memory over the high limit.
2509  */
2510 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2511 {
2512         unsigned long penalty_jiffies;
2513         unsigned long pflags;
2514         unsigned long nr_reclaimed;
2515         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2516         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2517         struct mem_cgroup *memcg;
2518         bool in_retry = false;
2519
2520         if (likely(!nr_pages))
2521                 return;
2522
2523         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2524         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2525
2526 retry_reclaim:
2527         /*
2528          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2529          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2530          * or breaching resource isolation.
2531          *
2532          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2533          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2534          * allocator run every time an allocation is made.
2535          */
2536         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2537                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2538                                     GFP_KERNEL);
2539
2540         /*
2541          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2542          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2543          */
2544         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2545                                                mem_find_max_overage(memcg));
2546
2547         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2548                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2549
2550         /*
2551          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2552          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2553          * extremely slowly.
2554          */
2555         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2556
2557         /*
2558          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2559          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2560          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2561          * been aggressively reclaimed enough yet.
2562          */
2563         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2564                 goto out;
2565
2566         /*
2567          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2568          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2569          * throttling.
2570          */
2571         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2572                 in_retry = true;
2573                 goto retry_reclaim;
2574         }
2575
2576         /*
2577          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2578          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2579          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2580          */
2581         psi_memstall_enter(&pflags);
2582         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2583         psi_memstall_leave(&pflags);
2584
2585 out:
2586         css_put(&memcg->css);
2587 }
2588
2589 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2590                         unsigned int nr_pages)
2591 {
2592         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2593         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2594         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2595         struct page_counter *counter;
2596         enum oom_status oom_status;
2597         unsigned long nr_reclaimed;
2598         bool passed_oom = false;
2599         bool may_swap = true;
2600         bool drained = false;
2601         unsigned long pflags;
2602
2603 retry:
2604         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2605                 return 0;
2606
2607         if (!do_memsw_account() ||
2608             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2609                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2610                         goto done_restock;
2611                 if (do_memsw_account())
2612                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2613                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2614         } else {
2615                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2616                 may_swap = false;
2617         }
2618
2619         if (batch > nr_pages) {
2620                 batch = nr_pages;
2621                 goto retry;
2622         }
2623
2624         /*
2625          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2626          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2627          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2628          * and let these go through as privileged allocations.
2629          */
2630         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2631                 goto force;
2632
2633         /*
2634          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2635          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2636          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2637          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2638          */
2639         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2640                 goto force;
2641
2642         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2643                 goto nomem;
2644
2645         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2646                 goto nomem;
2647
2648         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2649
2650         psi_memstall_enter(&pflags);
2651         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2652                                                     gfp_mask, may_swap);
2653         psi_memstall_leave(&pflags);
2654
2655         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2656                 goto retry;
2657
2658         if (!drained) {
2659                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2660                 drained = true;
2661                 goto retry;
2662         }
2663
2664         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2665                 goto nomem;
2666         /*
2667          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2668          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2669          * before killing the task.
2670          *
2671          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2672          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2673          * to regular pages anyway in case of failure.
2674          */
2675         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2676                 goto retry;
2677         /*
2678          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2679          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2680          */
2681         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2682                 goto retry;
2683
2684         if (nr_retries--)
2685                 goto retry;
2686
2687         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2688                 goto nomem;
2689
2690         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2691         if (passed_oom && task_is_dying())
2692                 goto nomem;
2693
2694         /*
2695          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2696          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2697          * couldn't make any progress.
2698          */
2699         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2700                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2701         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2702                 passed_oom = true;
2703                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2704                 goto retry;
2705         }
2706 nomem:
2707         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2708                 return -ENOMEM;
2709 force:
2710         /*
2711          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2712          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2713          * temporarily by force charging it.
2714          */
2715         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2716         if (do_memsw_account())
2717                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2718
2719         return 0;
2720
2721 done_restock:
2722         if (batch > nr_pages)
2723                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2724
2725         /*
2726          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2727          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2728          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2729          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2730          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2731          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2732          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2733          */
2734         do {
2735                 bool mem_high, swap_high;
2736
2737                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2738                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2739                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2740                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2741
2742                 /* Don't bother a random interrupted task */
2743                 if (in_interrupt()) {
2744                         if (mem_high) {
2745                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2746                                 break;
2747                         }
2748                         continue;
2749                 }
2750
2751                 if (mem_high || swap_high) {
2752                         /*
2753                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2754                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2755                          * of the memory or swap footprints.
2756                          *
2757                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2758                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2759                          * based on how much each task is actually allocating.
2760                          */
2761                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2762                         set_notify_resume(current);
2763                         break;
2764                 }
2765         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2771                              unsigned int nr_pages)
2772 {
2773         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2774                 return 0;
2775
2776         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2777 }
2778
2779 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2780 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2781 {
2782         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2783                 return;
2784
2785         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2786         if (do_memsw_account())
2787                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2788 }
2789 #endif
2790
2791 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2792 {
2793         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2794         /*
2795          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2796          *
2797          * - the page lock
2798          * - LRU isolation
2799          * - lock_page_memcg()
2800          * - exclusive reference
2801          */
2802         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2803 }
2804
2805 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2806 {
2807         struct mem_cgroup *memcg;
2808
2809         rcu_read_lock();
2810 retry:
2811         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2812         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2813                 goto retry;
2814         rcu_read_unlock();
2815
2816         return memcg;
2817 }
2818
2819 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2820 /*
2821  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2822  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2823  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2824  */
2825 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2826
2827 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2828                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2829 {
2830         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2831         unsigned long memcg_data;
2832         void *vec;
2833
2834         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2835         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2836                            page_to_nid(page));
2837         if (!vec)
2838                 return -ENOMEM;
2839
2840         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2841         if (new_page) {
2842                 /*
2843                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2844                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2845                  * memcg_data can be simply assigned.
2846                  */
2847                 page->memcg_data = memcg_data;
2848         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2849                 /*
2850                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2851                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2852                  * objcg vector should be reused.
2853                  */
2854                 kfree(vec);
2855                 return 0;
2856         }
2857
2858         kmemleak_not_leak(vec);
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2864  *
2865  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2866  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2867  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2868  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2869  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2870  *
2871  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2872  * cgroup_mutex, etc.
2873  */
2874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2875 {
2876         struct page *page;
2877
2878         if (mem_cgroup_disabled())
2879                 return NULL;
2880
2881         page = virt_to_head_page(p);
2882
2883         /*
2884          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2885          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2886          * the page->obj_cgroups.
2887          */
2888         if (page_objcgs_check(page)) {
2889                 struct obj_cgroup *objcg;
2890                 unsigned int off;
2891
2892                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2893                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2894                 if (objcg)
2895                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2896
2897                 return NULL;
2898         }
2899
2900         /*
2901          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2902          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2903          * at that moment, but it can be set concurrently.
2904          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2905          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2906          */
2907         return page_memcg_check(page);
2908 }
2909
2910 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2911 {
2912         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2913         struct mem_cgroup *memcg;
2914
2915         if (memcg_kmem_bypass())
2916                 return NULL;
2917
2918         rcu_read_lock();
2919         if (unlikely(active_memcg()))
2920                 memcg = active_memcg();
2921         else
2922                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2923
2924         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2925                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2926                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2927                         break;
2928                 objcg = NULL;
2929         }
2930         rcu_read_unlock();
2931
2932         return objcg;
2933 }
2934
2935 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2936 {
2937         int id, size;
2938         int err;
2939
2940         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2941                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2942         if (id < 0)
2943                 return id;
2944
2945         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2946                 return id;
2947
2948         /*
2949          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2950          * so we have to grow them.
2951          */
2952         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2953
2954         size = 2 * (id + 1);
2955         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2956                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2957         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2958                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2959
2960         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2961         if (!err)
2962                 memcg_nr_cache_ids = size;
2963
2964         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2965
2966         if (err) {
2967                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2968                 return err;
2969         }
2970         return id;
2971 }
2972
2973 static void memcg_free_cache_id(int id)
2974 {
2975         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2976 }
2977
2978 /*
2979  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2980  * @objcg: object cgroup to uncharge
2981  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2982  */
2983 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2984                                       unsigned int nr_pages)
2985 {
2986         struct mem_cgroup *memcg;
2987
2988         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2989
2990         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2991                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2992         refill_stock(memcg, nr_pages);
2993
2994         css_put(&memcg->css);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2999  * @objcg: object cgroup to charge
3000  * @gfp: reclaim mode
3001  * @nr_pages: number of pages to charge
3002  *
3003  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3004  */
3005 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3006                                    unsigned int nr_pages)
3007 {
3008         struct page_counter *counter;
3009         struct mem_cgroup *memcg;
3010         int ret;
3011
3012         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3013
3014         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3015         if (ret)
3016                 goto out;
3017
3018         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3019             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3020
3021                 /*
3022                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3023                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3024                  * handling code.
3025                  */
3026                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3027                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3028                         goto out;
3029                 }
3030                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3031                 ret = -ENOMEM;
3032         }
3033 out:
3034         css_put(&memcg->css);
3035
3036         return ret;
3037 }
3038
3039 /**
3040  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3041  * @page: page to charge
3042  * @gfp: reclaim mode
3043  * @order: allocation order
3044  *
3045  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3046  */
3047 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3048 {
3049         struct obj_cgroup *objcg;
3050         int ret = 0;
3051
3052         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3053         if (objcg) {
3054                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3055                 if (!ret) {
3056                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3057                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3058                         return 0;
3059                 }
3060                 obj_cgroup_put(objcg);
3061         }
3062         return ret;
3063 }
3064
3065 /**
3066  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3067  * @page: page to uncharge
3068  * @order: allocation order
3069  */
3070 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3071 {
3072         struct obj_cgroup *objcg;
3073         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3074
3075         if (!PageMemcgKmem(page))
3076                 return;
3077
3078         objcg = __page_objcg(page);
3079         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3080         page->memcg_data = 0;
3081         obj_cgroup_put(objcg);
3082 }
3083
3084 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3085                      enum node_stat_item idx, int nr)
3086 {
3087         unsigned long flags;
3088         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3089         int *bytes;
3090
3091         /*
3092          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3093          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3094          * changes.
3095          */
3096         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3097                 drain_obj_stock(stock);
3098                 obj_cgroup_get(objcg);
3099                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3100                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3101                 stock->cached_objcg = objcg;
3102                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3103         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3104                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3105                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3106
3107                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3108                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3109                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3110                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3111                 }
3112                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3113                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3114                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3115                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3116                 }
3117                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3118         }
3119
3120         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3121                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3122         /*
3123          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3124          * cached locally at least once before pushing it out.
3125          */
3126         if (!*bytes) {
3127                 *bytes = nr;
3128                 nr = 0;
3129         } else {
3130                 *bytes += nr;
3131                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3132                         nr = *bytes;
3133                         *bytes = 0;
3134                 } else {
3135                         nr = 0;
3136                 }
3137         }
3138         if (nr)
3139                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3140
3141         put_obj_stock(flags);
3142 }
3143
3144 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3145 {
3146         unsigned long flags;
3147         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3148         bool ret = false;
3149
3150         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3151                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3152                 ret = true;
3153         }
3154
3155         put_obj_stock(flags);
3156
3157         return ret;
3158 }
3159
3160 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3161 {
3162         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3163
3164         if (!old)
3165                 return;
3166
3167         if (stock->nr_bytes) {
3168                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3169                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3170
3171                 if (nr_pages)
3172                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3173
3174                 /*
3175                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3176                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3177                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3178                  * refill_obj_stock().
3179                  *
3180                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3181                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3182                  * so it might be changed in the future.
3183                  */
3184                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3185                 stock->nr_bytes = 0;
3186         }
3187
3188         /*
3189          * Flush the vmstat data in current stock
3190          */
3191         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3192                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3193                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3194                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3195                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3196                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3197                 }
3198                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3199                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3200                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3201                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3202                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3203                 }
3204                 stock->cached_pgdat = NULL;
3205         }
3206
3207         obj_cgroup_put(old);
3208         stock->cached_objcg = NULL;
3209 }
3210
3211 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3212                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3213 {
3214         struct mem_cgroup *memcg;
3215
3216         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3217                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3218                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3219                         return true;
3220         }
3221         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3222                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3223                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3224                         return true;
3225         }
3226
3227         return false;
3228 }
3229
3230 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3231                              bool allow_uncharge)
3232 {
3233         unsigned long flags;
3234         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3235         unsigned int nr_pages = 0;
3236
3237         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3238                 drain_obj_stock(stock);
3239                 obj_cgroup_get(objcg);
3240                 stock->cached_objcg = objcg;
3241                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3242                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3243                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3244         }
3245         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3246
3247         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3248                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3249                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3250         }
3251
3252         put_obj_stock(flags);
3253
3254         if (nr_pages)
3255                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3256 }
3257
3258 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3259 {
3260         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3261         int ret;
3262
3263         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3264                 return 0;
3265
3266         /*
3267          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3268          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3269          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3270          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3271          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3272          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3273          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3274          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3275          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3276          *
3277          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3278          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3279          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3280          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3281          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3282          * page uncharge right after a page charge, we set the
3283          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3284          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3285          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3286          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3287          * race.
3288          */
3289         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3290         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3291
3292         if (nr_bytes)
3293                 nr_pages += 1;
3294
3295         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3296         if (!ret && nr_bytes)
3297                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3298
3299         return ret;
3300 }
3301
3302 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3303 {
3304         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3305 }
3306
3307 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3308
3309 /*
3310  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3311  */
3312 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3313 {
3314         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3315         int i;
3316
3317         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3318                 return;
3319
3320         for (i = 1; i < nr; i++)
3321                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3322
3323         if (PageMemcgKmem(head))
3324                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3325         else
3326                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3327 }
3328
3329 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3330 /**
3331  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3332  * @entry: swap entry to be moved
3333  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3334  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3335  *
3336  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3337  * as the mem_cgroup's id of @from.
3338  *
3339  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3340  *
3341  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3342  * both res and memsw, and called css_get().
3343  */
3344 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3345                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3346 {
3347         unsigned short old_id, new_id;
3348
3349         old_id = mem_cgroup_id(from);
3350         new_id = mem_cgroup_id(to);
3351
3352         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3353                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3354                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3355                 return 0;
3356         }
3357         return -EINVAL;
3358 }
3359 #else
3360 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3361                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3362 {
3363         return -EINVAL;
3364 }
3365 #endif
3366
3367 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3368
3369 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3370                                  unsigned long max, bool memsw)
3371 {
3372         bool enlarge = false;
3373         bool drained = false;
3374         int ret;
3375         bool limits_invariant;
3376         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3377
3378         do {
3379                 if (signal_pending(current)) {
3380                         ret = -EINTR;
3381                         break;
3382                 }
3383
3384                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3385                 /*
3386                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3387                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3388                  */
3389                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3390                                            max <= memcg->memsw.max;
3391                 if (!limits_invariant) {
3392                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3393                         ret = -EINVAL;
3394                         break;
3395                 }
3396                 if (max > counter->max)
3397                         enlarge = true;
3398                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3399                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3400
3401                 if (!ret)
3402                         break;
3403
3404                 if (!drained) {
3405                         drain_all_stock(memcg);
3406                         drained = true;
3407                         continue;
3408                 }
3409
3410                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3411                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3412                         ret = -EBUSY;
3413                         break;
3414                 }
3415         } while (true);
3416
3417         if (!ret && enlarge)
3418                 memcg_oom_recover(memcg);
3419
3420         return ret;
3421 }
3422
3423 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3424                                             gfp_t gfp_mask,
3425                                             unsigned long *total_scanned)
3426 {
3427         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3428         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3429         unsigned long reclaimed;
3430         int loop = 0;
3431         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3432         unsigned long excess;
3433         unsigned long nr_scanned;
3434
3435         if (order > 0)
3436                 return 0;
3437
3438         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3439
3440         /*
3441          * Do not even bother to check the largest node if the root
3442          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3443          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3444          */
3445         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3446                 return 0;
3447
3448         /*
3449          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3450          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3451          * pressure
3452          */
3453         do {
3454                 if (next_mz)
3455                         mz = next_mz;
3456                 else
3457                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3458                 if (!mz)
3459                         break;
3460
3461                 nr_scanned = 0;
3462                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3463                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3464                 nr_reclaimed += reclaimed;
3465                 *total_scanned += nr_scanned;
3466                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3467                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3468
3469                 /*
3470                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3471                  * it is time to move on to the next cgroup
3472                  */
3473                 next_mz = NULL;
3474                 if (!reclaimed)
3475                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3476
3477                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3478                 /*
3479                  * One school of thought says that we should not add
3480                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3481                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3482                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3483                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3484                  * term TODO.
3485                  */
3486                 /* If excess == 0, no tree ops */
3487                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3488                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3489                 css_put(&mz->memcg->css);
3490                 loop++;
3491                 /*
3492                  * Could not reclaim anything and there are no more
3493                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3494                  * reclaiming anything.
3495                  */
3496                 if (!nr_reclaimed &&
3497                         (next_mz == NULL ||
3498                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3499                         break;
3500         } while (!nr_reclaimed);
3501         if (next_mz)
3502                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3503         return nr_reclaimed;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3508  *
3509  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3510  */
3511 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3512 {
3513         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3514
3515         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3516         lru_add_drain_all();
3517
3518         drain_all_stock(memcg);
3519
3520         /* try to free all pages in this cgroup */
3521         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3522                 int progress;
3523
3524                 if (signal_pending(current))
3525                         return -EINTR;
3526
3527                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3528                                                         GFP_KERNEL, true);
3529                 if (!progress) {
3530                         nr_retries--;
3531                         /* maybe some writeback is necessary */
3532                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3533                 }
3534
3535         }
3536
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3541                                             char *buf, size_t nbytes,
3542                                             loff_t off)
3543 {
3544         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3545
3546         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3547                 return -EINVAL;
3548         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3549 }
3550
3551 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3552 static int mem_cgroup_force_reclaim(struct cgroup_subsys_state *css,
3553                                struct cftype *cft, u64 val)
3554 {
3555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3556         unsigned long nr_to_reclaim = val;
3557         unsigned long total = 0;
3558         int loop;
3559
3560         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
3561                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_to_reclaim,
3562                                                 GFP_KERNEL, true);
3563
3564                 /*
3565                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
3566                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
3567                  * If more than nr_to_reclaim pages were already reclaimed,
3568                  * finish force reclaim.
3569                  */
3570                 if (loop && (!total || total > nr_to_reclaim))
3571                         break;
3572         }
3573
3574         pr_info("%s: [Mem_reclaim] Loop: %d - Total_reclaimed: %lu - nr_to_reclaim: %lu\n",
3575                 __func__, loop, total, nr_to_reclaim);
3576
3577         return total;
3578 }
3579 #endif
3580
3581 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3582                                      struct cftype *cft)
3583 {
3584         return 1;
3585 }
3586
3587 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3588                                       struct cftype *cft, u64 val)
3589 {
3590         if (val == 1)
3591                 return 0;
3592
3593         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3594                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3595                      "depend on this functionality.\n");
3596
3597         return -EINVAL;
3598 }
3599
3600 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3601 {
3602         unsigned long val;
3603
3604         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3605                 mem_cgroup_flush_stats();
3606                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3607                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3608                 if (swap)
3609                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3610         } else {
3611                 if (!swap)
3612                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3613                 else
3614                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3615         }
3616         return val;
3617 }
3618
3619 enum {
3620         RES_USAGE,
3621         RES_LIMIT,
3622         RES_MAX_USAGE,
3623         RES_FAILCNT,
3624         RES_SOFT_LIMIT,
3625 };
3626
3627 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3628                                struct cftype *cft)
3629 {
3630         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3631         struct page_counter *counter;
3632
3633         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3634         case _MEM:
3635                 counter = &memcg->memory;
3636                 break;
3637         case _MEMSWAP:
3638                 counter = &memcg->memsw;
3639                 break;
3640         case _KMEM:
3641                 counter = &memcg->kmem;
3642                 break;
3643         case _TCP:
3644                 counter = &memcg->tcpmem;
3645                 break;
3646         default:
3647                 BUG();
3648         }
3649
3650         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3651         case RES_USAGE:
3652                 if (counter == &memcg->memory)
3653                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3654                 if (counter == &memcg->memsw)
3655                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3656                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3657         case RES_LIMIT:
3658                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3659         case RES_MAX_USAGE:
3660                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3661         case RES_FAILCNT:
3662                 return counter->failcnt;
3663         case RES_SOFT_LIMIT:
3664                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3665         default:
3666                 BUG();
3667         }
3668 }
3669
3670 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3671 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3672 {
3673         struct obj_cgroup *objcg;
3674         int memcg_id;
3675
3676         if (cgroup_memory_nokmem)
3677                 return 0;
3678
3679         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3680         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3681
3682         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3683         if (memcg_id < 0)
3684                 return memcg_id;
3685
3686         objcg = obj_cgroup_alloc();
3687         if (!objcg) {
3688                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3689                 return -ENOMEM;
3690         }
3691         objcg->memcg = memcg;
3692         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3693
3694         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3695
3696         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3697         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3698
3699         return 0;
3700 }
3701
3702 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3703 {
3704         struct cgroup_subsys_state *css;
3705         struct mem_cgroup *parent, *child;
3706         int kmemcg_id;
3707
3708         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3709                 return;
3710
3711         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3712
3713         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3714         if (!parent)
3715                 parent = root_mem_cgroup;
3716
3717         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3718
3719         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3720         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3721
3722         /*
3723          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3724          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3725          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3726          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3727          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3728          * memcg_drain_all_list_lrus().
3729          */
3730         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3731         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3732                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3733                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3734                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3735         }
3736         rcu_read_unlock();
3737
3738         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3739
3740         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3741 }
3742
3743 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3744 {
3745         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3746         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3747                 memcg_offline_kmem(memcg);
3748 }
3749 #else
3750 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3751 {
3752         return 0;
3753 }
3754 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756 }
3757 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3758 {
3759 }
3760 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3761
3762 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3763                                  unsigned long max)
3764 {
3765         int ret;
3766
3767         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3768         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3769         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3770         return ret;
3771 }
3772
3773 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3774 {
3775         int ret;
3776
3777         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3778
3779         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3780         if (ret)
3781                 goto out;
3782
3783         if (!memcg->tcpmem_active) {
3784                 /*
3785                  * The active flag needs to be written after the static_key
3786                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3787                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3788                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3789                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3790                  *
3791                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3792                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3793                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3794                  * yet, we'll lose accounting.
3795                  *
3796                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3797                  * because when this value change, the code to process it is not
3798                  * patched in yet.
3799                  */
3800                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3801                 memcg->tcpmem_active = true;
3802         }
3803 out:
3804         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3805         return ret;
3806 }
3807
3808 /*
3809  * The user of this function is...
3810  * RES_LIMIT.
3811  */
3812 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3813                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3814 {
3815         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3816         unsigned long nr_pages;
3817         int ret;
3818
3819         buf = strstrip(buf);
3820         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3821         if (ret)
3822                 return ret;
3823
3824         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3825         case RES_LIMIT:
3826                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3827                         ret = -EINVAL;
3828                         break;
3829                 }
3830                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3831                 case _MEM:
3832                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3833                         break;
3834                 case _MEMSWAP:
3835                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3836                         break;
3837                 case _KMEM:
3838                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3839                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3840                                      "depend on this functionality.\n");
3841                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3842                         break;
3843                 case _TCP:
3844                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3845                         break;
3846                 }
3847                 break;
3848         case RES_SOFT_LIMIT:
3849                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3850                 ret = 0;
3851                 break;
3852         }
3853         return ret ?: nbytes;
3854 }
3855
3856 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3857                                 size_t nbytes, loff_t off)
3858 {
3859         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3860         struct page_counter *counter;
3861
3862         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3863         case _MEM:
3864                 counter = &memcg->memory;
3865                 break;
3866         case _MEMSWAP:
3867                 counter = &memcg->memsw;
3868                 break;
3869         case _KMEM:
3870                 counter = &memcg->kmem;
3871                 break;
3872         case _TCP:
3873                 counter = &memcg->tcpmem;
3874                 break;
3875         default:
3876                 BUG();
3877         }
3878
3879         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3880         case RES_MAX_USAGE:
3881                 page_counter_reset_watermark(counter);
3882                 break;
3883         case RES_FAILCNT:
3884                 counter->failcnt = 0;
3885                 break;
3886         default:
3887                 BUG();
3888         }
3889
3890         return nbytes;
3891 }
3892
3893 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3894                                         struct cftype *cft)
3895 {
3896         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3897 }
3898
3899 #ifdef CONFIG_MMU
3900 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3901                                         struct cftype *cft, u64 val)
3902 {
3903         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3904
3905         if (val & ~MOVE_MASK)
3906                 return -EINVAL;
3907
3908         /*
3909          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3910          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3911          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3912          * affect task migrations starting after the change.
3913          */
3914         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3915         return 0;
3916 }
3917 #else
3918 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3919                                         struct cftype *cft, u64 val)
3920 {
3921         return -ENOSYS;
3922 }
3923 #endif
3924
3925 #ifdef CONFIG_NUMA
3926
3927 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3928 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3929 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3930
3931 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3932                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3933 {
3934         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3935         unsigned long nr = 0;
3936         enum lru_list lru;
3937
3938         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3939
3940         for_each_lru(lru) {
3941                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3942                         continue;
3943                 if (tree)
3944                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3945                 else
3946                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3947         }
3948         return nr;
3949 }
3950
3951 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3952                                              unsigned int lru_mask,
3953                                              bool tree)
3954 {
3955         unsigned long nr = 0;
3956         enum lru_list lru;
3957
3958         for_each_lru(lru) {
3959                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3960                         continue;
3961                 if (tree)
3962                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3963                 else
3964                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3965         }
3966         return nr;
3967 }
3968
3969 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3970 {
3971         struct numa_stat {
3972                 const char *name;
3973                 unsigned int lru_mask;
3974         };
3975
3976         static const struct numa_stat stats[] = {
3977                 { "total", LRU_ALL },
3978                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3979                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3980                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3981         };
3982         const struct numa_stat *stat;
3983         int nid;
3984         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3985
3986         mem_cgroup_flush_stats();
3987
3988         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3989                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3990                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3991                                                    false));
3992                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3993                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3994                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3995                                                         stat->lru_mask, false));
3996                 seq_putc(m, '\n');
3997         }
3998
3999         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4000
4001                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4002                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4003                                                    true));
4004                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4005                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4006                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4007                                                         stat->lru_mask, true));
4008                 seq_putc(m, '\n');
4009         }
4010
4011         return 0;
4012 }
4013 #endif /* CONFIG_NUMA */
4014
4015 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4016         NR_FILE_PAGES,
4017         NR_ANON_MAPPED,
4018 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4019         NR_ANON_THPS,
4020 #endif
4021         NR_SHMEM,
4022         NR_FILE_MAPPED,
4023         NR_FILE_DIRTY,
4024         NR_WRITEBACK,
4025         MEMCG_SWAP,
4026 };
4027
4028 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4029         "cache",
4030         "rss",
4031 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4032         "rss_huge",
4033 #endif
4034         "shmem",
4035         "mapped_file",
4036         "dirty",
4037         "writeback",
4038         "swap",
4039 };
4040
4041 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4042 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4043         PGPGIN,
4044         PGPGOUT,
4045         PGFAULT,
4046         PGMAJFAULT,
4047 };
4048
4049 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4050 {
4051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4052         unsigned long memory, memsw;
4053         struct mem_cgroup *mi;
4054         unsigned int i;
4055
4056         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4057
4058         mem_cgroup_flush_stats();
4059
4060         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4061                 unsigned long nr;
4062
4063                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4064                         continue;
4065                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4066                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4067         }
4068
4069         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4070                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4071                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4072
4073         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4074                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4075                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4076                            PAGE_SIZE);
4077
4078         /* Hierarchical information */
4079         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4080         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4081                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4082                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4083         }
4084         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4085                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4086         if (do_memsw_account())
4087                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4088                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4089
4090         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4091                 unsigned long nr;
4092
4093                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4094                         continue;
4095                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4096                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4097                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4098         }
4099
4100         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4101                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4102                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4103                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4104
4105         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4106                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4107                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4108                            PAGE_SIZE);
4109
4110 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4111         {
4112                 pg_data_t *pgdat;
4113                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4114                 unsigned long anon_cost = 0;
4115                 unsigned long file_cost = 0;
4116
4117                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4118                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4119
4120                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4121                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4122                 }
4123                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4124                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4125         }
4126 #endif
4127
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4132                                       struct cftype *cft)
4133 {
4134         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4135
4136         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4137 }
4138
4139 static int mem_cgroup_swappiness_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         if (val > 200)
4145                 return -EINVAL;
4146
4147         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4148                 memcg->swappiness = val;
4149         else
4150                 vm_swappiness = val;
4151
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4156 {
4157         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4158         unsigned long usage;
4159         int i;
4160
4161         rcu_read_lock();
4162         if (!swap)
4163                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4164         else
4165                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4166
4167         if (!t)
4168                 goto unlock;
4169
4170         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4171
4172         /*
4173          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4174          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4175          * call of __mem_cgroup_threshold().
4176          */
4177         i = t->current_threshold;
4178
4179         /*
4180          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4181          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4182          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4183          * only one element of the array here.
4184          */
4185         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4186                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4187
4188         /* i = current_threshold + 1 */
4189         i++;
4190
4191         /*
4192          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4193          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4194          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4195          * only one element of the array here.
4196          */
4197         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4198                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4199
4200         /* Update current_threshold */
4201         t->current_threshold = i - 1;
4202 unlock:
4203         rcu_read_unlock();
4204 }
4205
4206 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4207 {
4208         while (memcg) {
4209                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4210                 if (do_memsw_account())
4211                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4212
4213                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4214         }
4215 }
4216
4217 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4218 {
4219         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4220         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4221
4222         if (_a->threshold > _b->threshold)
4223                 return 1;
4224
4225         if (_a->threshold < _b->threshold)
4226                 return -1;
4227
4228         return 0;
4229 }
4230
4231 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4232 {
4233         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4234
4235         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4236
4237         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4238                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4239
4240         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4241         return 0;
4242 }
4243
4244 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4245 {
4246         struct mem_cgroup *iter;
4247
4248         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4249                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4250 }
4251
4252 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4253         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4254 {
4255         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4256         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4257         unsigned long threshold;
4258         unsigned long usage;
4259         int i, size, ret;
4260
4261         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4262         if (ret)
4263                 return ret;
4264
4265         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4266
4267         if (type == _MEM) {
4268                 thresholds = &memcg->thresholds;
4269                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4270         } else if (type == _MEMSWAP) {
4271                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4272                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4273         } else
4274                 BUG();
4275
4276         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4277         if (thresholds->primary)
4278                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4279
4280         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4281
4282         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4283         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4284         if (!new) {
4285                 ret = -ENOMEM;
4286                 goto unlock;
4287         }
4288         new->size = size;
4289
4290         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4291         if (thresholds->primary)
4292                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4293                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4294
4295         /* Add new threshold */
4296         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4297         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4298
4299         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4300         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4301                         compare_thresholds, NULL);
4302
4303         /* Find current threshold */
4304         new->current_threshold = -1;
4305         for (i = 0; i < size; i++) {
4306                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4307                         /*
4308                          * new->current_threshold will not be used until
4309                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4310                          * it here.
4311                          */
4312                         ++new->current_threshold;
4313                 } else
4314                         break;
4315         }
4316
4317         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4318         kfree(thresholds->spare);
4319         thresholds->spare = thresholds->primary;
4320
4321         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4322
4323         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4324         synchronize_rcu();
4325
4326 unlock:
4327         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4328
4329         return ret;
4330 }
4331
4332 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4333         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4334 {
4335         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4336 }
4337
4338 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4339         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4340 {
4341         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4342 }
4343
4344 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4345         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4346 {
4347         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4348         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4349         unsigned long usage;
4350         int i, j, size, entries;
4351
4352         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4353
4354         if (type == _MEM) {
4355                 thresholds = &memcg->thresholds;
4356                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4357         } else if (type == _MEMSWAP) {
4358                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4359                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4360         } else
4361                 BUG();
4362
4363         if (!thresholds->primary)
4364                 goto unlock;
4365
4366         /* Check if a threshold crossed before removing */
4367         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4368
4369         /* Calculate new number of threshold */
4370         size = entries = 0;
4371         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4372                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4373                         size++;
4374                 else
4375                         entries++;
4376         }
4377
4378         new = thresholds->spare;
4379
4380         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4381         if (!entries)
4382                 goto unlock;
4383
4384         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4385         if (!size) {
4386                 kfree(new);
4387                 new = NULL;
4388                 goto swap_buffers;
4389         }
4390
4391         new->size = size;
4392
4393         /* Copy thresholds and find current threshold */
4394         new->current_threshold = -1;
4395         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4396                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4397                         continue;
4398
4399                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4400                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4401                         /*
4402                          * new->current_threshold will not be used
4403                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4404                          * it here.
4405                          */
4406                         ++new->current_threshold;
4407                 }
4408                 j++;
4409         }
4410
4411 swap_buffers:
4412         /* Swap primary and spare array */
4413         thresholds->spare = thresholds->primary;
4414
4415         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4416
4417         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4418         synchronize_rcu();
4419
4420         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4421         if (!new) {
4422                 kfree(thresholds->spare);
4423                 thresholds->spare = NULL;
4424         }
4425 unlock:
4426         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4427 }
4428
4429 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4430         struct eventfd_ctx *eventfd)
4431 {
4432         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4433 }
4434
4435 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4436         struct eventfd_ctx *eventfd)
4437 {
4438         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4439 }
4440
4441 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4442         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4443 {
4444         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4445
4446         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4447         if (!event)
4448                 return -ENOMEM;
4449
4450         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4451
4452         event->eventfd = eventfd;
4453         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4454
4455         /* already in OOM ? */
4456         if (memcg->under_oom)
4457                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4458         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4459
4460         return 0;
4461 }
4462
4463 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4464         struct eventfd_ctx *eventfd)
4465 {
4466         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4467
4468         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4469
4470         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4471                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4472                         list_del(&ev->list);
4473                         kfree(ev);
4474                 }
4475         }
4476
4477         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4478 }
4479
4480 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4481 {
4482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4483
4484         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4485         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4486         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4487                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4488         return 0;
4489 }
4490
4491 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4492         struct cftype *cft, u64 val)
4493 {
4494         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4495
4496         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4497         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4498                 return -EINVAL;
4499
4500         memcg->oom_kill_disable = val;
4501         if (!val)
4502                 memcg_oom_recover(memcg);
4503
4504         return 0;
4505 }
4506
4507 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4508
4509 #include <trace/events/writeback.h>
4510
4511 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4512 {
4513         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4514 }
4515
4516 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4517 {
4518         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4519 }
4520
4521 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4522 {
4523         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4524 }
4525
4526 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4527 {
4528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4529
4530         if (!memcg->css.parent)
4531                 return NULL;
4532
4533         return &memcg->cgwb_domain;
4534 }
4535
4536 /**
4537  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4538  * @wb: bdi_writeback in question
4539  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4540  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4541  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4542  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4543  *
4544  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4545  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4546  * is a bit more involved.
4547  *
4548  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4549  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4550  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4551  * available memory in the system.  The caller should further cap
4552  * *@pheadroom accordingly.
4553  */
4554 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4555                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4556                          unsigned long *pwriteback)
4557 {
4558         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4559         struct mem_cgroup *parent;
4560
4561         mem_cgroup_flush_stats();
4562
4563         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4564         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4565         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4566                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4567
4568         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4569         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4570                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4571                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4572                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4573
4574                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4575                 memcg = parent;
4576         }
4577 }
4578
4579 /*
4580  * Foreign dirty flushing
4581  *
4582  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4583  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4584  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4585  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4586  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4587  * different cgroups isn't a common use-case.
4588  *
4589  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4590  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4591  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4592  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4593  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4594  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4595  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4596  * make writeback of the dirty pages happen.
4597  *
4598  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4599  * severely throttled after making some progress after each
4600  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4601  * completely idle.
4602  *
4603  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4604  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4605  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4606  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4607  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4608  *
4609  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4610  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4611  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4612  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4613  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4614  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4615  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4616  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4617  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4618  *
4619  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4620  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4621  * records are lockless and racy.
4622  */
4623 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4624                                              struct bdi_writeback *wb)
4625 {
4626         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4627         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4628         u64 now = get_jiffies_64();
4629         u64 oldest_at = now;
4630         int oldest = -1;
4631         int i;
4632
4633         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4634
4635         /*
4636          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4637          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4638          * written out.
4639          */
4640         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4641                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4642                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4643                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4644                         break;
4645                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4646                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4647                         oldest = i;
4648                         oldest_at = frn->at;
4649                 }
4650         }
4651
4652         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4653                 /*
4654                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4655                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4656                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4657                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4658                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4659                  */
4660                 unsigned long update_intv =
4661                         min_t(unsigned long, HZ,
4662                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4663
4664                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4665                         frn->at = now;
4666         } else if (oldest >= 0) {
4667                 /* replace the oldest free one */
4668                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4669                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4670                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4671                 frn->at = now;
4672         }
4673 }
4674
4675 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4676 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4677 {
4678         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4679         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4680         u64 now = jiffies_64;
4681         int i;
4682
4683         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4684                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4685
4686                 /*
4687                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4688                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4689                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4690                  * already one in flight.
4691                  */
4692                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4693                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4694                         frn->at = 0;
4695                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4696                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4697                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4698                                                &frn->done);
4699                 }
4700         }
4701 }
4702
4703 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4704
4705 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4706 {
4707         return 0;
4708 }
4709
4710 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4711 {
4712 }
4713
4714 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4715 {
4716 }
4717
4718 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4719
4720 /*
4721  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4722  *
4723  * "cgroup.event_control" implementation.
4724  *
4725  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4726  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4727  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4728  *
4729  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4730  * possible.
4731  */
4732
4733 /*
4734  * Unregister event and free resources.
4735  *
4736  * Gets called from workqueue.
4737  */
4738 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4739 {
4740         struct mem_cgroup_event *event =
4741                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4742         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4743
4744         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4745
4746         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4747
4748         /* Notify userspace the event is going away. */
4749         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4750
4751         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4752         kfree(event);
4753         css_put(&memcg->css);
4754 }
4755
4756 /*
4757  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4758  *
4759  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4760  */
4761 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4762                             int sync, void *key)
4763 {
4764         struct mem_cgroup_event *event =
4765                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4766         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4767         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4768
4769         if (flags & EPOLLHUP) {
4770                 /*
4771                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4772                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4773                  * for us.
4774                  *
4775                  * We can't race against event freeing since the other
4776                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4777                  * which we hold.
4778                  */
4779                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4780                 if (!list_empty(&event->list)) {
4781                         list_del_init(&event->list);
4782                         /*
4783                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4784                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4785                          */
4786                         schedule_work(&event->remove);
4787                 }
4788                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4789         }
4790
4791         return 0;
4792 }
4793
4794 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4795                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4796 {
4797         struct mem_cgroup_event *event =
4798                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4799
4800         event->wqh = wqh;
4801         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4802 }
4803
4804 /*
4805  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4806  *
4807  * Parse input and register new cgroup event handler.
4808  *
4809  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4810  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4811  */
4812 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4813                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4814 {
4815         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4817         struct mem_cgroup_event *event;
4818         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4819         unsigned int efd, cfd;
4820         struct fd efile;
4821         struct fd cfile;
4822         const char *name;
4823         char *endp;
4824         int ret;
4825
4826         buf = strstrip(buf);
4827
4828         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4829         if (*endp != ' ')
4830                 return -EINVAL;
4831         buf = endp + 1;
4832
4833         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4834         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4835                 return -EINVAL;
4836         buf = endp + 1;
4837
4838         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4839         if (!event)
4840                 return -ENOMEM;
4841
4842         event->memcg = memcg;
4843         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4844         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4845         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4846         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4847
4848         efile = fdget(efd);
4849         if (!efile.file) {
4850                 ret = -EBADF;
4851                 goto out_kfree;
4852         }
4853
4854         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4855         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4856                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4857                 goto out_put_efile;
4858         }
4859
4860         cfile = fdget(cfd);
4861         if (!cfile.file) {
4862                 ret = -EBADF;
4863                 goto out_put_eventfd;
4864         }
4865
4866         /* the process need read permission on control file */
4867         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4868         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4869         if (ret < 0)
4870                 goto out_put_cfile;
4871
4872         /*
4873          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4874          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4875          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4876          * is for compatibility anyway.
4877          *
4878          * DO NOT ADD NEW FILES.
4879          */
4880         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4881
4882         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4883                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4884                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4885         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4886                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4887                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4888         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4889                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4890                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4891         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4892                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4893                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4894         } else {
4895                 ret = -EINVAL;
4896                 goto out_put_cfile;
4897         }
4898
4899         /*
4900          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4901          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4902          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4903          */
4904         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4905                                                &memory_cgrp_subsys);
4906         ret = -EINVAL;
4907         if (IS_ERR(cfile_css))
4908                 goto out_put_cfile;
4909         if (cfile_css != css) {
4910                 css_put(cfile_css);
4911                 goto out_put_cfile;
4912         }
4913
4914         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4915         if (ret)
4916                 goto out_put_css;
4917
4918         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4919
4920         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4921         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4922         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4923
4924         fdput(cfile);
4925         fdput(efile);
4926
4927         return nbytes;
4928
4929 out_put_css:
4930         css_put(css);
4931 out_put_cfile:
4932         fdput(cfile);
4933 out_put_eventfd:
4934         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4935 out_put_efile:
4936         fdput(efile);
4937 out_kfree:
4938         kfree(event);
4939
4940         return ret;
4941 }
4942
4943 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4944         {
4945                 .name = "usage_in_bytes",
4946                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4947                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4948         },
4949         {
4950                 .name = "max_usage_in_bytes",
4951                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4952                 .write = mem_cgroup_reset,
4953                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4954         },
4955         {
4956                 .name = "limit_in_bytes",
4957                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4958                 .write = mem_cgroup_write,
4959                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4960         },
4961         {
4962                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4964                 .write = mem_cgroup_write,
4965                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4966         },
4967         {
4968                 .name = "failcnt",
4969                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4970                 .write = mem_cgroup_reset,
4971                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4972         },
4973         {
4974                 .name = "stat",
4975                 .seq_show = memcg_stat_show,
4976         },
4977         {
4978                 .name = "force_empty",
4979                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "use_hierarchy",
4983                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4984                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4985         },
4986         {
4987                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4988                 .write = memcg_write_event_control,
4989                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4990         },
4991         {
4992                 .name = "swappiness",
4993                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4994                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4995         },
4996         {
4997                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4998                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4999                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5000         },
5001         {
5002                 .name = "oom_control",
5003                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5004                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5005                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5006         },
5007         {
5008                 .name = "pressure_level",
5009         },
5010 #ifdef CONFIG_NUMA
5011         {
5012                 .name = "numa_stat",
5013                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5014         },
5015 #endif
5016         {
5017                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5018                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5019                 .write = mem_cgroup_write,
5020                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5021         },
5022         {
5023                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5024                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5025                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5026         },
5027         {
5028                 .name = "kmem.failcnt",
5029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5030                 .write = mem_cgroup_reset,
5031                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5035                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5036                 .write = mem_cgroup_reset,
5037                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5038         },
5039 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5040         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5041         {
5042                 .name = "kmem.slabinfo",
5043                 .seq_show = memcg_slab_show,
5044         },
5045 #endif
5046         {
5047                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5048                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5049                 .write = mem_cgroup_write,
5050                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5051         },
5052         {
5053                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5054                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5055                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5056         },
5057         {
5058                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5060                 .write = mem_cgroup_reset,
5061                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5062         },
5063         {
5064                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5066                 .write = mem_cgroup_reset,
5067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5068         },
5069         { },    /* terminate */
5070 };
5071
5072 /*
5073  * Private memory cgroup IDR
5074  *
5075  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5076  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5077  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5078  * memory-controlled cgroups to 64k.
5079  *
5080  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5081  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5082  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5083  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5084  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5085  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5086  *
5087  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5088  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5089  * when the CSS is offlined.
5090  *
5091  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5092  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5093  * those references are manageable from userspace.
5094  */
5095
5096 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5097
5098 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5099 {
5100         if (memcg->id.id > 0) {
5101                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5102                 memcg->id.id = 0;
5103         }
5104 }
5105
5106 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5107                                                   unsigned int n)
5108 {
5109         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5110 }
5111
5112 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5113 {
5114         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5115                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5116
5117                 /* Memcg ID pins CSS */
5118                 css_put(&memcg->css);
5119         }
5120 }
5121
5122 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5123 {
5124         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5125 }
5126
5127 /**
5128  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5129  * @id: the memcg id to look up
5130  *
5131  * Caller must hold rcu_read_lock().
5132  */
5133 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5134 {
5135         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5136         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5137 }
5138
5139 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5140 {
5141         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5142         int tmp = node;
5143         /*
5144          * This routine is called against possible nodes.
5145          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5146          *
5147          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5148          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5149          *       function.
5150          */
5151         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5152                 tmp = -1;
5153         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5154         if (!pn)
5155                 return 1;
5156
5157         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5158                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5159         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5160                 kfree(pn);
5161                 return 1;
5162         }
5163
5164         lruvec_init(&pn->lruvec);
5165         pn->usage_in_excess = 0;
5166         pn->on_tree = false;
5167         pn->memcg = memcg;
5168
5169         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5170         return 0;
5171 }
5172
5173 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5174 {
5175         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5176
5177         if (!pn)
5178                 return;
5179
5180         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5181         kfree(pn);
5182 }
5183
5184 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5185 {
5186         int node;
5187
5188         for_each_node(node)
5189                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5190         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5191         kfree(memcg);
5192 }
5193
5194 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5195 {
5196         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5197         __mem_cgroup_free(memcg);
5198 }
5199
5200 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5201 {
5202         struct mem_cgroup *memcg;
5203         unsigned int size;
5204         int node;
5205         int __maybe_unused i;
5206         long error = -ENOMEM;
5207
5208         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5209         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5210
5211         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5212         if (!memcg)
5213                 return ERR_PTR(error);
5214
5215         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5216                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5217                                  GFP_KERNEL);
5218         if (memcg->id.id < 0) {
5219                 error = memcg->id.id;
5220                 goto fail;
5221         }
5222
5223         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5224                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5225         if (!memcg->vmstats_percpu)
5226                 goto fail;
5227
5228         for_each_node(node)
5229                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5230                         goto fail;
5231
5232         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5233                 goto fail;
5234
5235         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5236         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5237         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5238         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5239         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5240         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5241         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5242         memcg->socket_pressure = jiffies;
5243 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5244         memcg->kmemcg_id = -1;
5245         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5246 #endif
5247 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5248         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5249         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5250                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5251                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5252 #endif
5253 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5254         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5255         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5256         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5257 #endif
5258         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5259         return memcg;
5260 fail:
5261         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5262         __mem_cgroup_free(memcg);
5263         return ERR_PTR(error);
5264 }
5265
5266 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5267 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5268 {
5269         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5270         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5271         long error = -ENOMEM;
5272
5273         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5274         memcg = mem_cgroup_alloc();
5275         set_active_memcg(old_memcg);
5276         if (IS_ERR(memcg))
5277                 return ERR_CAST(memcg);
5278
5279         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5280         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5281         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5282         if (parent) {
5283                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5284                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5285
5286                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5287                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5288                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5289                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5290         } else {
5291                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5292                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5293                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5294                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5295
5296                 root_mem_cgroup = memcg;
5297                 return &memcg->css;
5298         }
5299
5300         /* The following stuff does not apply to the root */
5301         error = memcg_online_kmem(memcg);
5302         if (error)
5303                 goto fail;
5304
5305         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5306                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5307
5308         return &memcg->css;
5309 fail:
5310         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5311         mem_cgroup_free(memcg);
5312         return ERR_PTR(error);
5313 }
5314
5315 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5318
5319         /*
5320          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5321          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5322          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5323          */
5324         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5325                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5326                 return -ENOMEM;
5327         }
5328
5329         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5330         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5331         css_get(css);
5332
5333         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5334                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5335                                    2UL*HZ);
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5340 {
5341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5342         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5343
5344         /*
5345          * Unregister events and notify userspace.
5346          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5347          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5348          */
5349         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5350         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5351                 list_del_init(&event->list);
5352                 schedule_work(&event->remove);
5353         }
5354         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5355
5356         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5357         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5358
5359         memcg_offline_kmem(memcg);
5360         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5361         wb_memcg_offline(memcg);
5362
5363         drain_all_stock(memcg);
5364
5365         mem_cgroup_id_put(memcg);
5366 }
5367
5368 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5369 {
5370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5371
5372         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5373 }
5374
5375 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5376 {
5377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5378         int __maybe_unused i;
5379
5380 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5381         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5382                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5383 #endif
5384         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5385                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5386
5387         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5388                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5389
5390         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5391         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5392         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5393         free_shrinker_info(memcg);
5394         memcg_free_kmem(memcg);
5395         mem_cgroup_free(memcg);
5396 }
5397
5398 /**
5399  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5400  * @css: the target css
5401  *
5402  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5403  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5404  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5405  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5406  * made visible again.
5407  *
5408  * The current implementation only resets the essential configurations.
5409  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5410  */
5411 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5412 {
5413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5414
5415         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5416         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5417         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5418         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5419         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5420         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5421         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5422         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5423         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5424         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5425 }
5426
5427 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5428 {
5429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5430         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5431         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5432         long delta, v;
5433         int i, nid;
5434
5435         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5436
5437         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5438                 /*
5439                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5440                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5441                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5442                  */
5443                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5444                 if (delta)
5445                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5446
5447                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5448                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5449                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5450                         delta += v - statc->state_prev[i];
5451                         statc->state_prev[i] = v;
5452                 }
5453
5454                 if (!delta)
5455                         continue;
5456
5457                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5458                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5459                 if (parent)
5460                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5461         }
5462
5463         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5464                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5465                 if (delta)
5466                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5467
5468                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5469                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5470                         delta += v - statc->events_prev[i];
5471                         statc->events_prev[i] = v;
5472                 }
5473
5474                 if (!delta)
5475                         continue;
5476
5477                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5478                 if (parent)
5479                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5480         }
5481
5482         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5483                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5484                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5485                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5486
5487                 if (parent)
5488                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5489
5490                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5491
5492                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5493                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5494                         if (delta)
5495                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5496
5497                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5498                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5499                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5500                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5501                         }
5502
5503                         if (!delta)
5504                                 continue;
5505
5506                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5507                         if (ppn)
5508                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5509                 }
5510         }
5511 }
5512
5513 #ifdef CONFIG_MMU
5514 /* Handlers for move charge at task migration. */
5515 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5516 {
5517         int ret;
5518
5519         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5520         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5521         if (!ret) {
5522                 mc.precharge += count;
5523                 return ret;
5524         }
5525
5526         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5527         while (count--) {
5528                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5529                 if (ret)
5530                         return ret;
5531                 mc.precharge++;
5532                 cond_resched();
5533         }
5534         return 0;
5535 }
5536
5537 union mc_target {
5538         struct page     *page;
5539         swp_entry_t     ent;
5540 };
5541
5542 enum mc_target_type {
5543         MC_TARGET_NONE = 0,
5544         MC_TARGET_PAGE,
5545         MC_TARGET_SWAP,
5546         MC_TARGET_DEVICE,
5547 };
5548
5549 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5550                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5551 {
5552         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5553
5554         if (!page || !page_mapped(page))
5555                 return NULL;
5556         if (PageAnon(page)) {
5557                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5558                         return NULL;
5559         } else {
5560                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5561                         return NULL;
5562         }
5563         if (!get_page_unless_zero(page))
5564                 return NULL;
5565
5566         return page;
5567 }
5568
5569 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5570 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5571                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5572 {
5573         struct page *page = NULL;
5574         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5575
5576         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5577                 return NULL;
5578
5579         /*
5580          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5581          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5582          * as special swap entry in the CPU page table.
5583          */
5584         if (is_device_private_entry(ent)) {
5585                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5586                 /*
5587                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5588                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5589                  */
5590                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5591                         return NULL;
5592                 return page;
5593         }
5594
5595         if (non_swap_entry(ent))
5596                 return NULL;
5597
5598         /*
5599          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5600          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5601          */
5602         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5603         entry->val = ent.val;
5604
5605         return page;
5606 }
5607 #else
5608 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5609                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5610 {
5611         return NULL;
5612 }
5613 #endif
5614
5615 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5616                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5617 {
5618         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5619                 return NULL;
5620         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5621                 return NULL;
5622
5623         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5624         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5625         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5626                         linear_page_index(vma, addr));
5627 }
5628
5629 /**
5630  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5631  * @page: the page
5632  * @compound: charge the page as compound or small page
5633  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5634  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5635  *
5636  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5637  *
5638  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5639  * from old cgroup.
5640  */
5641 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5642                                    bool compound,
5643                                    struct mem_cgroup *from,
5644                                    struct mem_cgroup *to)
5645 {
5646         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5647         struct pglist_data *pgdat;
5648         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5649         int ret;
5650
5651         VM_BUG_ON(from == to);
5652         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5653         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5654
5655         /*
5656          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5657          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5658          */
5659         ret = -EBUSY;
5660         if (!trylock_page(page))
5661                 goto out;
5662
5663         ret = -EINVAL;
5664         if (page_memcg(page) != from)
5665                 goto out_unlock;
5666
5667         pgdat = page_pgdat(page);
5668         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5669         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5670
5671         lock_page_memcg(page);
5672
5673         if (PageAnon(page)) {
5674                 if (page_mapped(page)) {
5675                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5676                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5677                         if (PageTransHuge(page)) {
5678                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5679                                                    -nr_pages);
5680                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5681                                                    nr_pages);
5682                         }
5683                 }
5684         } else {
5685                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5686                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5687
5688                 if (PageSwapBacked(page)) {
5689                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5690                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5691                 }
5692
5693                 if (page_mapped(page)) {
5694                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5695                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5696                 }
5697
5698                 if (PageDirty(page)) {
5699                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5700
5701                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5702                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5703                                                    -nr_pages);
5704                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5705                                                    nr_pages);
5706                         }
5707                 }
5708         }
5709
5710         if (PageWriteback(page)) {
5711                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5712                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5713         }
5714
5715         /*
5716          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5717          *
5718          * It is safe to change page's memcg here because the page
5719          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5720          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5721          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5722          *
5723          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5724          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5725          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5726          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5727          */
5728         smp_mb();
5729
5730         css_get(&to->css);
5731         css_put(&from->css);
5732
5733         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5734
5735         __unlock_page_memcg(from);
5736
5737         ret = 0;
5738
5739         local_irq_disable();
5740         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5741         memcg_check_events(to, page);
5742         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5743         memcg_check_events(from, page);
5744         local_irq_enable();
5745 out_unlock:
5746         unlock_page(page);
5747 out:
5748         return ret;
5749 }
5750
5751 /**
5752  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5753  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5754  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5755  * @ptent: the pte to be checked
5756  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5757  *
5758  * Returns
5759  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5760  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5761  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5762  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5763  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5764  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5765  *     in target->ent.
5766  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5767  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5768  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5769  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5770  *     regular page.
5771  *
5772  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5773  *
5774  * Called with pte lock held.
5775  */
5776
5777 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5778                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5779 {
5780         struct page *page = NULL;
5781         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5782         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5783
5784         if (pte_present(ptent))
5785                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5786         else if (is_swap_pte(ptent))
5787                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5788         else if (pte_none(ptent))
5789                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5790
5791         if (!page && !ent.val)
5792                 return ret;
5793         if (page) {
5794                 /*
5795                  * Do only loose check w/o serialization.
5796                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5797                  * not under LRU exclusion.
5798                  */
5799                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5800                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5801                         if (is_device_private_page(page))
5802                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5803                         if (target)
5804                                 target->page = page;
5805                 }
5806                 if (!ret || !target)
5807                         put_page(page);
5808         }
5809         /*
5810          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5811          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5812          */
5813         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5814             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5815                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5816                 if (target)
5817                         target->ent = ent;
5818         }
5819         return ret;
5820 }
5821
5822 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5823 /*
5824  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5825  * not support them for now.
5826  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5827  */
5828 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5829                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5830 {
5831         struct page *page = NULL;
5832         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5833
5834         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5835                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5836                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5837                 return ret;
5838         }
5839         page = pmd_page(pmd);
5840         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5841         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5842                 return ret;
5843         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5844                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5845                 if (target) {
5846                         get_page(page);
5847                         target->page = page;
5848                 }
5849         }
5850         return ret;
5851 }
5852 #else
5853 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5854                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5855 {
5856         return MC_TARGET_NONE;
5857 }
5858 #endif
5859
5860 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5861                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5862                                         struct mm_walk *walk)
5863 {
5864         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5865         pte_t *pte;
5866         spinlock_t *ptl;
5867
5868         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5869         if (ptl) {
5870                 /*
5871                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5872                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5873                  * this might change.
5874                  */
5875                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5876                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5877                 spin_unlock(ptl);
5878                 return 0;
5879         }
5880
5881         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5882                 return 0;
5883         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5884         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5885                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5886                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5887         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5888         cond_resched();
5889
5890         return 0;
5891 }
5892
5893 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5894         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5895 };
5896
5897 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5898 {
5899         unsigned long precharge;
5900
5901         mmap_read_lock(mm);
5902         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5903         mmap_read_unlock(mm);
5904
5905         precharge = mc.precharge;
5906         mc.precharge = 0;
5907
5908         return precharge;
5909 }
5910
5911 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5912 {
5913         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5914
5915         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5916         mc.moving_task = current;
5917         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5918 }
5919
5920 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5921 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5922 {
5923         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5924         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5925
5926         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5927         if (mc.precharge) {
5928                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5929                 mc.precharge = 0;
5930         }
5931         /*
5932          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5933          * we must uncharge here.
5934          */
5935         if (mc.moved_charge) {
5936                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5937                 mc.moved_charge = 0;
5938         }
5939         /* we must fixup refcnts and charges */
5940         if (mc.moved_swap) {
5941                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5942                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5943                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5944
5945                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5946
5947                 /*
5948                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5949                  * should uncharge to->memory.
5950                  */
5951                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5952                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5953
5954                 mc.moved_swap = 0;
5955         }
5956         memcg_oom_recover(from);
5957         memcg_oom_recover(to);
5958         wake_up_all(&mc.waitq);
5959 }
5960
5961 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5962 {
5963         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5964
5965         /*
5966          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5967          * task migration.
5968          */
5969         mc.moving_task = NULL;
5970         __mem_cgroup_clear_mc();
5971         spin_lock(&mc.lock);
5972         mc.from = NULL;
5973         mc.to = NULL;
5974         mc.mm = NULL;
5975         spin_unlock(&mc.lock);
5976
5977         mmput(mm);
5978 }
5979
5980 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5981 {
5982         struct cgroup_subsys_state *css;
5983         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5984         struct mem_cgroup *from;
5985         struct task_struct *leader, *p;
5986         struct mm_struct *mm;
5987         unsigned long move_flags;
5988         int ret = 0;
5989
5990         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5991         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5992                 return 0;
5993
5994         /*
5995          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5996          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5997          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5998          * multiple.
5999          */
6000         p = NULL;
6001         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6002                 WARN_ON_ONCE(p);
6003                 p = leader;
6004                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6005         }
6006         if (!p)
6007                 return 0;
6008
6009         /*
6010          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6011          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6012          * So we need to save it, and keep it going.
6013          */
6014         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6015         if (!move_flags)
6016                 return 0;
6017
6018         from = mem_cgroup_from_task(p);
6019
6020         VM_BUG_ON(from == memcg);
6021
6022         mm = get_task_mm(p);
6023         if (!mm)
6024                 return 0;
6025         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6026         if (mm->owner == p) {
6027                 VM_BUG_ON(mc.from);
6028                 VM_BUG_ON(mc.to);
6029                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6030                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6031                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6032
6033                 spin_lock(&mc.lock);
6034                 mc.mm = mm;
6035                 mc.from = from;
6036                 mc.to = memcg;
6037                 mc.flags = move_flags;
6038                 spin_unlock(&mc.lock);
6039                 /* We set mc.moving_task later */
6040
6041                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6042                 if (ret)
6043                         mem_cgroup_clear_mc();
6044         } else {
6045                 mmput(mm);
6046         }
6047         return ret;
6048 }
6049
6050 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6051 {
6052         if (mc.to)
6053                 mem_cgroup_clear_mc();
6054 }
6055
6056 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6057                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6058                                 struct mm_walk *walk)
6059 {
6060         int ret = 0;
6061         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6062         pte_t *pte;
6063         spinlock_t *ptl;
6064         enum mc_target_type target_type;
6065         union mc_target target;
6066         struct page *page;
6067
6068         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6069         if (ptl) {
6070                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6071                         spin_unlock(ptl);
6072                         return 0;
6073                 }
6074                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6075                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6076                         page = target.page;
6077                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6078                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6079                                                              mc.from, mc.to)) {
6080                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6081                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6082                                 }
6083                                 putback_lru_page(page);
6084                         }
6085                         put_page(page);
6086                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6087                         page = target.page;
6088                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6089                                                      mc.from, mc.to)) {
6090                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6091                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6092                         }
6093                         put_page(page);
6094                 }
6095                 spin_unlock(ptl);
6096                 return 0;
6097         }
6098
6099         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6100                 return 0;
6101 retry:
6102         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6103         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6104                 pte_t ptent = *(pte++);
6105                 bool device = false;
6106                 swp_entry_t ent;
6107
6108                 if (!mc.precharge)
6109                         break;
6110
6111                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6112                 case MC_TARGET_DEVICE:
6113                         device = true;
6114                         fallthrough;
6115                 case MC_TARGET_PAGE:
6116                         page = target.page;
6117                         /*
6118                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6119                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6120                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6121                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6122                          */
6123                         if (PageTransCompound(page))
6124                                 goto put;
6125                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6126                                 goto put;
6127                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6128                                                 mc.from, mc.to)) {
6129                                 mc.precharge--;
6130                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6131                                 mc.moved_charge++;
6132                         }
6133                         if (!device)
6134                                 putback_lru_page(page);
6135 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6136                         put_page(page);
6137                         break;
6138                 case MC_TARGET_SWAP:
6139                         ent = target.ent;
6140                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6141                                 mc.precharge--;
6142                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6143                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6144                                 mc.moved_swap++;
6145                         }
6146                         break;
6147                 default:
6148                         break;
6149                 }
6150         }
6151         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6152         cond_resched();
6153
6154         if (addr != end) {
6155                 /*
6156                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6157                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6158                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6159                  * phase.
6160                  */
6161                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6162                 if (!ret)
6163                         goto retry;
6164         }
6165
6166         return ret;
6167 }
6168
6169 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6170         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6171 };
6172
6173 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6174 {
6175         lru_add_drain_all();
6176         /*
6177          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6178          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6179          * for already started RCU-only updates to finish.
6180          */
6181         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6182         synchronize_rcu();
6183 retry:
6184         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6185                 /*
6186                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6187                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6188                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6189                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6190                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6191                  */
6192                 __mem_cgroup_clear_mc();
6193                 cond_resched();
6194                 goto retry;
6195         }
6196         /*
6197          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6198          * additional charge, the page walk just aborts.
6199          */
6200         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6201                         NULL);
6202
6203         mmap_read_unlock(mc.mm);
6204         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6205 }
6206
6207 static void mem_cgroup_move_task(void)
6208 {
6209         if (mc.to) {
6210                 mem_cgroup_move_charge();
6211                 mem_cgroup_clear_mc();
6212         }
6213 }
6214 #else   /* !CONFIG_MMU */
6215 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6216 {
6217         return 0;
6218 }
6219 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6220 {
6221 }
6222 static void mem_cgroup_move_task(void)
6223 {
6224 }
6225 #endif
6226
6227 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6228 {
6229         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6230                 seq_puts(m, "max\n");
6231         else
6232                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6233
6234         return 0;
6235 }
6236
6237 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6238                                struct cftype *cft)
6239 {
6240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6241
6242         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6243 }
6244
6245 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6246 {
6247         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6248                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6249 }
6250
6251 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6252                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6253 {
6254         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6255         unsigned long min;
6256         int err;
6257
6258         buf = strstrip(buf);
6259         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6260         if (err)
6261                 return err;
6262
6263         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6264
6265         return nbytes;
6266 }
6267
6268 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6269 {
6270         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6271                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6272 }
6273
6274 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6275                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6276 {
6277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6278         unsigned long low;
6279         int err;
6280
6281         buf = strstrip(buf);
6282         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6283         if (err)
6284                 return err;
6285
6286         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6287
6288         return nbytes;
6289 }
6290
6291 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6292 {
6293         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6294                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6295 }
6296
6297 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6298                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6299 {
6300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6301         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6302         bool drained = false;
6303         unsigned long high;
6304         int err;
6305
6306         buf = strstrip(buf);
6307         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6308         if (err)
6309                 return err;
6310
6311         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6312
6313         for (;;) {
6314                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6315                 unsigned long reclaimed;
6316
6317                 if (nr_pages <= high)
6318                         break;
6319
6320                 if (signal_pending(current))
6321                         break;
6322
6323                 if (!drained) {
6324                         drain_all_stock(memcg);
6325                         drained = true;
6326                         continue;
6327                 }
6328
6329                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6330                                                          GFP_KERNEL, true);
6331
6332                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6333                         break;
6334         }
6335
6336         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6337         return nbytes;
6338 }
6339
6340 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6341 {
6342         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6343                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6344 }
6345
6346 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6347                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6348 {
6349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6350         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6351         bool drained = false;
6352         unsigned long max;
6353         int err;
6354
6355         buf = strstrip(buf);
6356         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6357         if (err)
6358                 return err;
6359
6360         xchg(&memcg->memory.max, max);
6361
6362         for (;;) {
6363                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6364
6365                 if (nr_pages <= max)
6366                         break;
6367
6368                 if (signal_pending(current))
6369                         break;
6370
6371                 if (!drained) {
6372                         drain_all_stock(memcg);
6373                         drained = true;
6374                         continue;
6375                 }
6376
6377                 if (nr_reclaims) {
6378                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6379                                                           GFP_KERNEL, true))
6380                                 nr_reclaims--;
6381                         continue;
6382                 }
6383
6384                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6385                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6386                         break;
6387         }
6388
6389         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6390         return nbytes;
6391 }
6392
6393 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6394 {
6395         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6396         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6397         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6398         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6399         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6400                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6401 }
6402
6403 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6404 {
6405         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6406
6407         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6408         return 0;
6409 }
6410
6411 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6412 {
6413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6414
6415         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6416         return 0;
6417 }
6418
6419 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6420 {
6421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6422         char *buf;
6423
6424         buf = memory_stat_format(memcg);
6425         if (!buf)
6426                 return -ENOMEM;
6427         seq_puts(m, buf);
6428         kfree(buf);
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 #ifdef CONFIG_NUMA
6433 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6434                                                      int item)
6435 {
6436         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6437 }
6438
6439 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6440 {
6441         int i;
6442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6443
6444         mem_cgroup_flush_stats();
6445
6446         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6447                 int nid;
6448
6449                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6450                         continue;
6451
6452                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6453                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6454                         u64 size;
6455                         struct lruvec *lruvec;
6456
6457                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6458                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6459                                                         memory_stats[i].idx);
6460                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6461                 }
6462                 seq_putc(m, '\n');
6463         }
6464
6465         return 0;
6466 }
6467 #endif
6468
6469 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6470 {
6471         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6472
6473         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6474
6475         return 0;
6476 }
6477
6478 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6479                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6480 {
6481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6482         int ret, oom_group;
6483
6484         buf = strstrip(buf);
6485         if (!buf)
6486                 return -EINVAL;
6487
6488         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6489         if (ret)
6490                 return ret;
6491
6492         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6493                 return -EINVAL;
6494
6495         memcg->oom_group = oom_group;
6496
6497         return nbytes;
6498 }
6499
6500 static struct cftype memory_files[] = {
6501         {
6502                 .name = "current",
6503                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6504                 .read_u64 = memory_current_read,
6505         },
6506         {
6507                 .name = "min",
6508                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6509                 .seq_show = memory_min_show,
6510                 .write = memory_min_write,
6511         },
6512         {
6513                 .name = "low",
6514                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6515                 .seq_show = memory_low_show,
6516                 .write = memory_low_write,
6517         },
6518         {
6519                 .name = "high",
6520                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6521                 .seq_show = memory_high_show,
6522                 .write = memory_high_write,
6523         },
6524         {
6525                 .name = "max",
6526                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6527                 .seq_show = memory_max_show,
6528                 .write = memory_max_write,
6529         },
6530         {
6531                 .name = "events",
6532                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6533                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6534                 .seq_show = memory_events_show,
6535         },
6536         {
6537                 .name = "events.local",
6538                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6539                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6540                 .seq_show = memory_events_local_show,
6541         },
6542         {
6543                 .name = "stat",
6544                 .seq_show = memory_stat_show,
6545         },
6546 #ifdef CONFIG_NUMA
6547         {
6548                 .name = "numa_stat",
6549                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6550         },
6551 #endif
6552         {
6553                 .name = "oom.group",
6554                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6555                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6556                 .write = memory_oom_group_write,
6557         },
6558         { }     /* terminate */
6559 };
6560
6561 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6562         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6563         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6564         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6565         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6566         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6567         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6568         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6569         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6570         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6571         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6572         .dfl_cftypes = memory_files,
6573         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6574         .early_init = 0,
6575 };
6576
6577 /*
6578  * This function calculates an individual cgroup's effective
6579  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6580  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6581  * distribution in the tree.
6582  *
6583  * The following rules apply to the effective protection values:
6584  *
6585  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6586  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6587  *
6588  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6589  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6590  *    parent's effective protection.
6591  *
6592  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6593  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6594  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6595  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6596  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6597  *
6598  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6599  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6600  *    the unused remainder is available to its siblings.
6601  *
6602  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6603  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6604  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6605  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6606  *
6607  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6608  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6609  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6610  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6611  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6612  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6613  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6614  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6615  *
6616  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6617  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6618  * neighboring subtrees.
6619  */
6620 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6621                                           unsigned long parent_usage,
6622                                           unsigned long setting,
6623                                           unsigned long parent_effective,
6624                                           unsigned long siblings_protected)
6625 {
6626         unsigned long protected;
6627         unsigned long ep;
6628
6629         protected = min(usage, setting);
6630         /*
6631          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6632          * protection then what the parent affords them, distribute
6633          * shares in proportion to utilization.
6634          *
6635          * We are using actual utilization rather than the statically
6636          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6637          * but unused protection is available to siblings that would
6638          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6639          */
6640         if (siblings_protected > parent_effective)
6641                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6642
6643         /*
6644          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6645          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6646          * and utilizes is effectively protected.
6647          *
6648          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6649          * will apply pressure in proportion to that amount.
6650          *
6651          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6652          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6653          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6654          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6655          * protection is always dependent on how memory is actually
6656          * consumed among the siblings anyway.
6657          */
6658         ep = protected;
6659
6660         /*
6661          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6662          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6663          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6664          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6665          * other compete freely over the allowance, but they are
6666          * collectively protected from neighboring trees.
6667          *
6668          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6669          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6670          * the same bytes twice.
6671          *
6672          * Check both usage and parent_usage against the respective
6673          * protected values. One should imply the other, but they
6674          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6675          */
6676         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6677                 return ep;
6678         if (parent_effective > siblings_protected &&
6679             parent_usage > siblings_protected &&
6680             usage > protected) {
6681                 unsigned long unclaimed;
6682
6683                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6684                 unclaimed *= usage - protected;
6685                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6686
6687                 ep += unclaimed;
6688         }
6689
6690         return ep;
6691 }
6692
6693 /**
6694  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6695  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6696  * @memcg: the memory cgroup to check
6697  *
6698  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6699  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6700  */
6701 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6702                                      struct mem_cgroup *memcg)
6703 {
6704         unsigned long usage, parent_usage;
6705         struct mem_cgroup *parent;
6706
6707         if (mem_cgroup_disabled())
6708                 return;
6709
6710         if (!root)
6711                 root = root_mem_cgroup;
6712
6713         /*
6714          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6715          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6716          * details.
6717          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6718          * that special casing.
6719          */
6720         if (memcg == root)
6721                 return;
6722
6723         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6724         if (!usage)
6725                 return;
6726
6727         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6728         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6729         if (!parent)
6730                 return;
6731
6732         if (parent == root) {
6733                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6734                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6735                 return;
6736         }
6737
6738         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6739
6740         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6741                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6742                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6743                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6744
6745         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6746                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6747                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6748                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6749 }
6750
6751 static int charge_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
6752 {
6753         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6754         int ret;
6755
6756         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6757         if (ret)
6758                 goto out;
6759
6760         css_get(&memcg->css);
6761         commit_charge(page, memcg);
6762
6763         local_irq_disable();
6764         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6765         memcg_check_events(memcg, page);
6766         local_irq_enable();
6767 out:
6768         return ret;
6769 }
6770
6771 /**
6772  * __mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6773  * @page: page to charge
6774  * @mm: mm context of the victim
6775  * @gfp_mask: reclaim mode
6776  *
6777  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6778  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6779  * charge to the active memcg.
6780  *
6781  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6782  *
6783  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6784  */
6785 int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6786                         gfp_t gfp_mask)
6787 {
6788         struct mem_cgroup *memcg;
6789         int ret;
6790
6791         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6792         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp_mask);
6793         css_put(&memcg->css);
6794
6795         return ret;
6796 }
6797
6798 /**
6799  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6800  * @page: page to charge
6801  * @mm: mm context of the victim
6802  * @gfp: reclaim mode
6803  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6804  *
6805  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6806  * adding the page to the swapcache.
6807  *
6808  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6809  */
6810 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6811                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6812 {
6813         struct mem_cgroup *memcg;
6814         unsigned short id;
6815         int ret;
6816
6817         if (mem_cgroup_disabled())
6818                 return 0;
6819
6820         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6821         rcu_read_lock();
6822         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6823         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6824                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6825         rcu_read_unlock();
6826
6827         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp);
6828
6829         css_put(&memcg->css);
6830         return ret;
6831 }
6832
6833 /*
6834  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6835  * @entry: swap entry for which the page is charged
6836  *
6837  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6838  *
6839  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6840  * is order 0 page.
6841  */
6842 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6843 {
6844         /*
6845          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6846          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6847          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6848          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6849          * the entire time.
6850          *
6851          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6852          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6853          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6854          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6855          */
6856         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6857                 /*
6858                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6859                  * let's not wait for it.  The page already received a
6860                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6861                  */
6862                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6863         }
6864 }
6865
6866 struct uncharge_gather {
6867         struct mem_cgroup *memcg;
6868         unsigned long nr_memory;
6869         unsigned long pgpgout;
6870         unsigned long nr_kmem;
6871         struct page *dummy_page;
6872 };
6873
6874 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6875 {
6876         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6877 }
6878
6879 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6880 {
6881         unsigned long flags;
6882
6883         if (ug->nr_memory) {
6884                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6885                 if (do_memsw_account())
6886                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6887                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6888                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6889                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6890         }
6891
6892         local_irq_save(flags);
6893         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6894         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6895         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6896         local_irq_restore(flags);
6897
6898         /* drop reference from uncharge_page */
6899         css_put(&ug->memcg->css);
6900 }
6901
6902 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6903 {
6904         unsigned long nr_pages;
6905         struct mem_cgroup *memcg;
6906         struct obj_cgroup *objcg;
6907         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6908
6909         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6910
6911         /*
6912          * Nobody should be changing or seriously looking at
6913          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6914          * exclusive access to the page.
6915          */
6916         if (use_objcg) {
6917                 objcg = __page_objcg(page);
6918                 /*
6919                  * This get matches the put at the end of the function and
6920                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6921                  */
6922                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6923         } else {
6924                 memcg = __page_memcg(page);
6925         }
6926
6927         if (!memcg)
6928                 return;
6929
6930         if (ug->memcg != memcg) {
6931                 if (ug->memcg) {
6932                         uncharge_batch(ug);
6933                         uncharge_gather_clear(ug);
6934                 }
6935                 ug->memcg = memcg;
6936                 ug->dummy_page = page;
6937
6938                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6939                 css_get(&memcg->css);
6940         }
6941
6942         nr_pages = compound_nr(page);
6943
6944         if (use_objcg) {
6945                 ug->nr_memory += nr_pages;
6946                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6947
6948                 page->memcg_data = 0;
6949                 obj_cgroup_put(objcg);
6950         } else {
6951                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6952                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6953                         ug->nr_memory += nr_pages;
6954                 ug->pgpgout++;
6955
6956                 page->memcg_data = 0;
6957         }
6958
6959         css_put(&memcg->css);
6960 }
6961
6962 /**
6963  * __mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6964  * @page: page to uncharge
6965  *
6966  * Uncharge a page previously charged with __mem_cgroup_charge().
6967  */
6968 void __mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6969 {
6970         struct uncharge_gather ug;
6971
6972         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6973         if (!page_memcg(page))
6974                 return;
6975
6976         uncharge_gather_clear(&ug);
6977         uncharge_page(page, &ug);
6978         uncharge_batch(&ug);
6979 }
6980
6981 /**
6982  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6983  * @page_list: list of pages to uncharge
6984  *
6985  * Uncharge a list of pages previously charged with
6986  * __mem_cgroup_charge().
6987  */
6988 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6989 {
6990         struct uncharge_gather ug;
6991         struct page *page;
6992
6993         uncharge_gather_clear(&ug);
6994         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6995                 uncharge_page(page, &ug);
6996         if (ug.memcg)
6997                 uncharge_batch(&ug);
6998 }
6999
7000 /**
7001  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
7002  * @oldpage: currently circulating page
7003  * @newpage: replacement page
7004  *
7005  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
7006  * be uncharged upon free.
7007  *
7008  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
7009  */
7010 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
7011 {
7012         struct mem_cgroup *memcg;
7013         unsigned int nr_pages;
7014         unsigned long flags;
7015
7016         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
7017         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
7018         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
7019         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
7020                        newpage);
7021
7022         if (mem_cgroup_disabled())
7023                 return;
7024
7025         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7026         if (page_memcg(newpage))
7027                 return;
7028
7029         memcg = page_memcg(oldpage);
7030         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
7031         if (!memcg)
7032                 return;
7033
7034         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7035         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7036
7037         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7038                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7039                 if (do_memsw_account())
7040                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7041         }
7042
7043         css_get(&memcg->css);
7044         commit_charge(newpage, memcg);
7045
7046         local_irq_save(flags);
7047         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7048         memcg_check_events(memcg, newpage);
7049         local_irq_restore(flags);
7050 }
7051
7052 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7053 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7054
7055 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7056 {
7057         struct mem_cgroup *memcg;
7058
7059         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7060                 return;
7061
7062         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7063         if (in_interrupt())
7064                 return;
7065
7066         rcu_read_lock();
7067         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7068         if (memcg == root_mem_cgroup)
7069                 goto out;
7070         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7071                 goto out;
7072         if (css_tryget(&memcg->css))
7073                 sk->sk_memcg = memcg;
7074 out:
7075         rcu_read_unlock();
7076 }
7077
7078 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7079 {
7080         if (sk->sk_memcg)
7081                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7082 }
7083
7084 /**
7085  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7086  * @memcg: memcg to charge
7087  * @nr_pages: number of pages to charge
7088  * @gfp_mask: reclaim mode
7089  *
7090  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7091  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7092  */
7093 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7094                              gfp_t gfp_mask)
7095 {
7096         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7097                 struct page_counter *fail;
7098
7099                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7100                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7101                         return true;
7102                 }
7103                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7104                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7105                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7106                         return true;
7107                 }
7108                 return false;
7109         }
7110
7111         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7112                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7113                 return true;
7114         }
7115
7116         return false;
7117 }
7118
7119 /**
7120  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7121  * @memcg: memcg to uncharge
7122  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7123  */
7124 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7125 {
7126         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7127                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7128                 return;
7129         }
7130
7131         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7132
7133         refill_stock(memcg, nr_pages);
7134 }
7135
7136 static int __init cgroup_memory(char *s)
7137 {
7138         char *token;
7139
7140         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7141                 if (!*token)
7142                         continue;
7143                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7144                         cgroup_memory_nosocket = true;
7145                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7146                         cgroup_memory_nokmem = true;
7147         }
7148         return 1;
7149 }
7150 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7151
7152 /*
7153  * subsys_initcall() for memory controller.
7154  *
7155  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7156  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7157  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7158  * should be initialized from here.
7159  */
7160 static int __init mem_cgroup_init(void)
7161 {
7162         int cpu, node;
7163
7164         /*
7165          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7166          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7167          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7168          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7169          */
7170         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7171
7172         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7173                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7174
7175         for_each_possible_cpu(cpu)
7176                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7177                           drain_local_stock);
7178
7179         for_each_node(node) {
7180                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7181
7182                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7183                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7184
7185                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7186                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7187                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7188                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7189         }
7190
7191         return 0;
7192 }
7193 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7194
7195 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7196 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7197 {
7198         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7199                 /*
7200                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7201                  * always be >= 1.
7202                  */
7203                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7204                         VM_BUG_ON(1);
7205                         break;
7206                 }
7207                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7208                 if (!memcg)
7209                         memcg = root_mem_cgroup;
7210         }
7211         return memcg;
7212 }
7213
7214 /**
7215  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7216  * @page: page whose memsw charge to transfer
7217  * @entry: swap entry to move the charge to
7218  *
7219  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7220  */
7221 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7222 {
7223         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7224         unsigned int nr_entries;
7225         unsigned short oldid;
7226
7227         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7228         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7229
7230         if (mem_cgroup_disabled())
7231                 return;
7232
7233         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7234                 return;
7235
7236         memcg = page_memcg(page);
7237
7238         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7239         if (!memcg)
7240                 return;
7241
7242         /*
7243          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7244          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7245          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7246          */
7247         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7248         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7249         /* Get references for the tail pages, too */
7250         if (nr_entries > 1)
7251                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7252         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7253                                    nr_entries);
7254         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7255         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7256
7257         page->memcg_data = 0;
7258
7259         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7260                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7261
7262         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7263                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7264                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7265                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7266         }
7267
7268         /*
7269          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7270          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7271          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7272          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7273          */
7274         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7275         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7276         memcg_check_events(memcg, page);
7277
7278         css_put(&memcg->css);
7279 }
7280
7281 /**
7282  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7283  * @page: page being added to swap
7284  * @entry: swap entry to charge
7285  *
7286  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7287  *
7288  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7289  */
7290 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7291 {
7292         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7293         struct page_counter *counter;
7294         struct mem_cgroup *memcg;
7295         unsigned short oldid;
7296
7297         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7298                 return 0;
7299
7300         memcg = page_memcg(page);
7301
7302         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7303         if (!memcg)
7304                 return 0;
7305
7306         if (!entry.val) {
7307                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7308                 return 0;
7309         }
7310
7311         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7312
7313         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7314             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7315                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7316                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7317                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7318                 return -ENOMEM;
7319         }
7320
7321         /* Get references for the tail pages, too */
7322         if (nr_pages > 1)
7323                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7324         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7325         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7326         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7327
7328         return 0;
7329 }
7330
7331 /**
7332  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7333  * @entry: swap entry to uncharge
7334  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7335  */
7336 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7337 {
7338         struct mem_cgroup *memcg;
7339         unsigned short id;
7340
7341         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7342         rcu_read_lock();
7343         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7344         if (memcg) {
7345                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7346                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7347                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7348                         else
7349                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7350                 }
7351                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7352                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7353         }
7354         rcu_read_unlock();
7355 }
7356
7357 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7358 {
7359         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7360
7361         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7362                 return nr_swap_pages;
7363         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7364                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7365                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7366                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7367         return nr_swap_pages;
7368 }
7369
7370 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7371 {
7372         struct mem_cgroup *memcg;
7373
7374         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7375
7376         if (vm_swap_full())
7377                 return true;
7378         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7379                 return false;
7380
7381         memcg = page_memcg(page);
7382         if (!memcg)
7383                 return false;
7384
7385         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7386                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7387
7388                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7389                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7390                         return true;
7391         }
7392
7393         return false;
7394 }
7395
7396 static int __init setup_swap_account(char *s)
7397 {
7398         if (!strcmp(s, "1"))
7399                 cgroup_memory_noswap = false;
7400         else if (!strcmp(s, "0"))
7401                 cgroup_memory_noswap = true;
7402         return 1;
7403 }
7404 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7405
7406 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7407                              struct cftype *cft)
7408 {
7409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7410
7411         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7412 }
7413
7414 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7415 {
7416         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7417                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7418 }
7419
7420 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7421                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7422 {
7423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7424         unsigned long high;
7425         int err;
7426
7427         buf = strstrip(buf);
7428         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7429         if (err)
7430                 return err;
7431
7432         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7433
7434         return nbytes;
7435 }
7436
7437 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7438 {
7439         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7440                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7441 }
7442
7443 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7444                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7445 {
7446         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7447         unsigned long max;
7448         int err;
7449
7450         buf = strstrip(buf);
7451         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7452         if (err)
7453                 return err;
7454
7455         xchg(&memcg->swap.max, max);
7456
7457         return nbytes;
7458 }
7459
7460 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7461 {
7462         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7463
7464         seq_printf(m, "high %lu\n",
7465                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7466         seq_printf(m, "max %lu\n",
7467                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7468         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7469                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7470
7471         return 0;
7472 }
7473
7474 static struct cftype swap_files[] = {
7475         {
7476                 .name = "swap.current",
7477                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7478                 .read_u64 = swap_current_read,
7479         },
7480         {
7481                 .name = "swap.high",
7482                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7483                 .seq_show = swap_high_show,
7484                 .write = swap_high_write,
7485         },
7486         {
7487                 .name = "swap.max",
7488                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7489                 .seq_show = swap_max_show,
7490                 .write = swap_max_write,
7491         },
7492         {
7493                 .name = "swap.events",
7494                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7495                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7496                 .seq_show = swap_events_show,
7497         },
7498         { }     /* terminate */
7499 };
7500
7501 static struct cftype memsw_files[] = {
7502         {
7503                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7504                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7505                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7506         },
7507         {
7508                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7509                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7510                 .write = mem_cgroup_reset,
7511                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7512         },
7513         {
7514                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7515                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7516                 .write = mem_cgroup_write,
7517                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7518         },
7519         {
7520                 .name = "memsw.failcnt",
7521                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7522                 .write = mem_cgroup_reset,
7523                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7524         },
7525         {
7526                 .name = "force_reclaim",
7527                 .write_u64 = mem_cgroup_force_reclaim,
7528         },
7529         { },    /* terminate */
7530 };
7531
7532 /*
7533  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7534  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7535  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7536  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7537  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7538  */
7539 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7540 {
7541         /* No memory control -> no swap control */
7542         if (mem_cgroup_disabled())
7543                 cgroup_memory_noswap = true;
7544
7545         if (cgroup_memory_noswap)
7546                 return 0;
7547
7548         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7549         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7550
7551         return 0;
7552 }
7553 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7554
7555 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */