memblock: ensure there is no overflow in memblock_overlaps_region()
[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
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool task_is_dying(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 extern spinlock_t css_set_lock;
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&css_set_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page->mem_cgroup;
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page->mem_cgroup;
564
565         /*
566          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
567          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
568          * In this case the page is shared and doesn't belong
569          * to any specific memory cgroup.
570          */
571         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
572                 memcg = NULL;
573
574         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
575                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
576         if (memcg)
577                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
578         rcu_read_unlock();
579         return ino;
580 }
581
582 static struct mem_cgroup_per_node *
583 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         int nid = page_to_nid(page);
586
587         return memcg->nodeinfo[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_node(int nid)
592 {
593         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
594 }
595
596 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
597 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
598 {
599         int nid = page_to_nid(page);
600
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
605                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
606                                          unsigned long new_usage_in_excess)
607 {
608         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
609         struct rb_node *parent = NULL;
610         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
611         bool rightmost = true;
612
613         if (mz->on_tree)
614                 return;
615
616         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
617         if (!mz->usage_in_excess)
618                 return;
619         while (*p) {
620                 parent = *p;
621                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
622                                         tree_node);
623                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
624                         p = &(*p)->rb_left;
625                         rightmost = false;
626                 }
627
628                 /*
629                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
630                  * limit by the same amount
631                  */
632                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
633                         p = &(*p)->rb_right;
634         }
635
636         if (rightmost)
637                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
638
639         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
640         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
641         mz->on_tree = true;
642 }
643
644 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
645                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
646 {
647         if (!mz->on_tree)
648                 return;
649
650         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
651                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
652
653         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
654         mz->on_tree = false;
655 }
656
657 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
658                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
659 {
660         unsigned long flags;
661
662         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
663         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
664         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
665 }
666
667 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
670         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
671         unsigned long excess = 0;
672
673         if (nr_pages > soft_limit)
674                 excess = nr_pages - soft_limit;
675
676         return excess;
677 }
678
679 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
680 {
681         unsigned long excess;
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
684
685         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
686         if (!mctz)
687                 return;
688         /*
689          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
690          * because their event counter is not touched.
691          */
692         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
693                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
694                 excess = soft_limit_excess(memcg);
695                 /*
696                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
697                  * mem is over its softlimit.
698                  */
699                 if (excess || mz->on_tree) {
700                         unsigned long flags;
701
702                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
703                         /* if on-tree, remove it */
704                         if (mz->on_tree)
705                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
706                         /*
707                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
708                          * If excess is 0, no tree ops.
709                          */
710                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
711                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
712                 }
713         }
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
717 {
718         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
719         struct mem_cgroup_per_node *mz;
720         int nid;
721
722         for_each_node(nid) {
723                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
724                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
725                 if (mctz)
726                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
727         }
728 }
729
730 static struct mem_cgroup_per_node *
731 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
732 {
733         struct mem_cgroup_per_node *mz;
734
735 retry:
736         mz = NULL;
737         if (!mctz->rb_rightmost)
738                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
739
740         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
741                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
742         /*
743          * Remove the node now but someone else can add it back,
744          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
745          * position in the tree.
746          */
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
748         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
749             !css_tryget(&mz->memcg->css))
750                 goto retry;
751 done:
752         return mz;
753 }
754
755 static struct mem_cgroup_per_node *
756 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
757 {
758         struct mem_cgroup_per_node *mz;
759
760         spin_lock_irq(&mctz->lock);
761         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
762         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
763         return mz;
764 }
765
766 /**
767  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
770  * @val: delta to add to the counter, can be negative
771  */
772 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
773 {
774         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
775
776         if (mem_cgroup_disabled())
777                 return;
778
779         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
780                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
781
782         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
783         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 /*
787                  * Batch local counters to keep them in sync with
788                  * the hierarchical ones.
789                  */
790                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
791                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
792                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
793                 x = 0;
794         }
795         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
796 }
797
798 static struct mem_cgroup_per_node *
799 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
800 {
801         struct mem_cgroup *parent;
802
803         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
804         if (!parent)
805                 return NULL;
806         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
807 }
808
809 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
810                               int val)
811 {
812         struct mem_cgroup_per_node *pn;
813         struct mem_cgroup *memcg;
814         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
815
816         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
817         memcg = pn->memcg;
818
819         /* Update memcg */
820         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
821
822         /* Update lruvec */
823         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
824
825         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
826                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
827
828         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
829         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
830                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
831                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
832
833                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
834                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
835                 x = 0;
836         }
837         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
838 }
839
840 /**
841  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
842  * @lruvec: the lruvec
843  * @idx: the stat item
844  * @val: delta to add to the counter, can be negative
845  *
846  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
847  * function updates the all three counters that are affected by a
848  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
849  */
850 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
851                         int val)
852 {
853         /* Update node */
854         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
855
856         /* Update memcg and lruvec */
857         if (!mem_cgroup_disabled())
858                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
859 }
860
861 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
862 {
863         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
864         struct mem_cgroup *memcg;
865         struct lruvec *lruvec;
866
867         rcu_read_lock();
868         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
869
870         /*
871          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
872          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
873          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
874          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
875          */
876         if (!memcg) {
877                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
878         } else {
879                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
880                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
881         }
882         rcu_read_unlock();
883 }
884
885 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
886 {
887         struct mem_cgroup *memcg;
888
889         rcu_read_lock();
890         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
891         if (memcg)
892                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
893         rcu_read_unlock();
894 }
895
896 /**
897  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
898  * @memcg: the memory cgroup
899  * @idx: the event item
900  * @count: the number of events that occured
901  */
902 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
903                           unsigned long count)
904 {
905         unsigned long x;
906
907         if (mem_cgroup_disabled())
908                 return;
909
910         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
911         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
912                 struct mem_cgroup *mi;
913
914                 /*
915                  * Batch local counters to keep them in sync with
916                  * the hierarchical ones.
917                  */
918                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
919                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
920                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
921                 x = 0;
922         }
923         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
924 }
925
926 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
927 {
928         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
929 }
930
931 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
932 {
933         long x = 0;
934         int cpu;
935
936         for_each_possible_cpu(cpu)
937                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
938         return x;
939 }
940
941 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
942                                          struct page *page,
943                                          int nr_pages)
944 {
945         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
946         if (nr_pages > 0)
947                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
948         else {
949                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
950                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
951         }
952
953         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
954 }
955
956 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
957                                        enum mem_cgroup_events_target target)
958 {
959         unsigned long val, next;
960
961         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
962         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
963         /* from time_after() in jiffies.h */
964         if ((long)(next - val) < 0) {
965                 switch (target) {
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
967                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
970                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
971                         break;
972                 default:
973                         break;
974                 }
975                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
976                 return true;
977         }
978         return false;
979 }
980
981 /*
982  * Check events in order.
983  *
984  */
985 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
986 {
987         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
988         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
989                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
990                 bool do_softlimit;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994                 mem_cgroup_threshold(memcg);
995                 if (unlikely(do_softlimit))
996                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
997         }
998 }
999
1000 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1001 {
1002         /*
1003          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1004          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1005          * So this can be called with p == NULL.
1006          */
1007         if (unlikely(!p))
1008                 return NULL;
1009
1010         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1013
1014 /**
1015  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1016  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1017  *
1018  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1019  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1020  * returned.
1021  */
1022 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1023 {
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return NULL;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030         do {
1031                 /*
1032                  * Page cache insertions can happen withou an
1033                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1034                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1035                  */
1036                 if (unlikely(!mm))
1037                         memcg = root_mem_cgroup;
1038                 else {
1039                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1040                         if (unlikely(!memcg))
1041                                 memcg = root_mem_cgroup;
1042                 }
1043         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1044         rcu_read_unlock();
1045         return memcg;
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1048
1049 /**
1050  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1051  * @page: page from which memcg should be extracted.
1052  *
1053  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1054  * root_mem_cgroup is returned.
1055  */
1056 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1057 {
1058         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled())
1061                 return NULL;
1062
1063         rcu_read_lock();
1064         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1065         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1071
1072 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1073 {
1074         if (in_interrupt())
1075                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1076         else
1077                 return current->active_memcg;
1078 }
1079
1080 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1081 {
1082         struct mem_cgroup *memcg;
1083
1084         rcu_read_lock();
1085         memcg = active_memcg();
1086         /* remote memcg must hold a ref. */
1087         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1088                 memcg = root_mem_cgroup;
1089         rcu_read_unlock();
1090
1091         return memcg;
1092 }
1093
1094 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1095 {
1096         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1097         if (unlikely(active_memcg()))
1098                 return false;
1099
1100         /* Memcg to charge can't be determined. */
1101         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1102                 return true;
1103
1104         return false;
1105 }
1106
1107 /**
1108  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1109  */
1110 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1111 {
1112         if (memcg_kmem_bypass())
1113                 return NULL;
1114
1115         if (unlikely(active_memcg()))
1116                 return get_active_memcg();
1117
1118         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1119 }
1120
1121 /**
1122  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1123  * @root: hierarchy root
1124  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1125  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1126  *
1127  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1128  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1129  *
1130  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1131  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1132  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1133  *
1134  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1135  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1136  * same node.
1137  */
1138 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1139                                    struct mem_cgroup *prev,
1140                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1141 {
1142         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1143         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1144         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1145         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1146
1147         if (mem_cgroup_disabled())
1148                 return NULL;
1149
1150         if (!root)
1151                 root = root_mem_cgroup;
1152
1153         if (prev && !reclaim)
1154                 pos = prev;
1155
1156         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1157                 if (prev)
1158                         goto out;
1159                 return root;
1160         }
1161
1162         rcu_read_lock();
1163
1164         if (reclaim) {
1165                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1166
1167                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1168                 iter = &mz->iter;
1169
1170                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1171                         goto out_unlock;
1172
1173                 while (1) {
1174                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1175                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1176                                 break;
1177                         /*
1178                          * css reference reached zero, so iter->position will
1179                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1180                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1181                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1182                          * might block it. So we clear iter->position right
1183                          * away.
1184                          */
1185                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1186                 }
1187         }
1188
1189         if (pos)
1190                 css = &pos->css;
1191
1192         for (;;) {
1193                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1194                 if (!css) {
1195                         /*
1196                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1197                          * new one might jump in right at the end of
1198                          * the hierarchy - make sure they see at least
1199                          * one group and restart from the beginning.
1200                          */
1201                         if (!prev)
1202                                 continue;
1203                         break;
1204                 }
1205
1206                 /*
1207                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1208                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1209                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1210                  */
1211                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1212
1213                 if (css == &root->css)
1214                         break;
1215
1216                 if (css_tryget(css))
1217                         break;
1218
1219                 memcg = NULL;
1220         }
1221
1222         if (reclaim) {
1223                 /*
1224                  * The position could have already been updated by a competing
1225                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1226                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1227                  */
1228                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1229
1230                 if (pos)
1231                         css_put(&pos->css);
1232
1233                 if (!memcg)
1234                         iter->generation++;
1235                 else if (!prev)
1236                         reclaim->generation = iter->generation;
1237         }
1238
1239 out_unlock:
1240         rcu_read_unlock();
1241 out:
1242         if (prev && prev != root)
1243                 css_put(&prev->css);
1244
1245         return memcg;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1250  * @root: hierarchy root
1251  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1252  */
1253 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1254                            struct mem_cgroup *prev)
1255 {
1256         if (!root)
1257                 root = root_mem_cgroup;
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260 }
1261
1262 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1263                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1264 {
1265         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1266         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1267         int nid;
1268
1269         for_each_node(nid) {
1270                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1271                 iter = &mz->iter;
1272                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1273         }
1274 }
1275
1276 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1277 {
1278         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1279         struct mem_cgroup *last;
1280
1281         do {
1282                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1283                 last = memcg;
1284         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1285
1286         /*
1287          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1288          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1289          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1290          * dead_memcg from cgroup root separately.
1291          */
1292         if (last != root_mem_cgroup)
1293                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1294                                                 dead_memcg);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1299  * @memcg: hierarchy root
1300  * @fn: function to call for each task
1301  * @arg: argument passed to @fn
1302  *
1303  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1304  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1305  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1306  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1307  *
1308  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1309  */
1310 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1311                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup *iter;
1314         int ret = 0;
1315
1316         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1317
1318         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1319                 struct css_task_iter it;
1320                 struct task_struct *task;
1321
1322                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1323                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1324                         ret = fn(task, arg);
1325                 css_task_iter_end(&it);
1326                 if (ret) {
1327                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1328                         break;
1329                 }
1330         }
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 /**
1335  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1336  * @page: the page
1337  * @pgdat: pgdat of the page
1338  *
1339  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1340  * access rules in commit_charge().
1341  */
1342 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1343 {
1344         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1345         struct mem_cgroup *memcg;
1346         struct lruvec *lruvec;
1347
1348         if (mem_cgroup_disabled()) {
1349                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         memcg = page->mem_cgroup;
1354         /*
1355          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1356          * possibly migrated - before they are charged.
1357          */
1358         if (!memcg)
1359                 memcg = root_mem_cgroup;
1360
1361         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1362         lruvec = &mz->lruvec;
1363 out:
1364         /*
1365          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1366          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1367          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1368          */
1369         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1370                 lruvec->pgdat = pgdat;
1371         return lruvec;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1376  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1377  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1378  * @zid: zone id of the accounted pages
1379  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1380  *
1381  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1382  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1383  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1384  */
1385 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1386                                 int zid, int nr_pages)
1387 {
1388         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1389         unsigned long *lru_size;
1390         long size;
1391
1392         if (mem_cgroup_disabled())
1393                 return;
1394
1395         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1396         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1397
1398         if (nr_pages < 0)
1399                 *lru_size += nr_pages;
1400
1401         size = *lru_size;
1402         if (WARN_ONCE(size < 0,
1403                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1404                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1405                 VM_BUG_ON(1);
1406                 *lru_size = 0;
1407         }
1408
1409         if (nr_pages > 0)
1410                 *lru_size += nr_pages;
1411 }
1412
1413 /**
1414  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1415  * @memcg: the memory cgroup
1416  *
1417  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1418  * pages.
1419  */
1420 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1421 {
1422         unsigned long margin = 0;
1423         unsigned long count;
1424         unsigned long limit;
1425
1426         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1427         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1428         if (count < limit)
1429                 margin = limit - count;
1430
1431         if (do_memsw_account()) {
1432                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1433                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1434                 if (count < limit)
1435                         margin = min(margin, limit - count);
1436                 else
1437                         margin = 0;
1438         }
1439
1440         return margin;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1445  *
1446  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1447  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1448  * caused by "move".
1449  */
1450 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1451 {
1452         struct mem_cgroup *from;
1453         struct mem_cgroup *to;
1454         bool ret = false;
1455         /*
1456          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1457          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1458          */
1459         spin_lock(&mc.lock);
1460         from = mc.from;
1461         to = mc.to;
1462         if (!from)
1463                 goto unlock;
1464
1465         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1466                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1467 unlock:
1468         spin_unlock(&mc.lock);
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1475                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1476                         DEFINE_WAIT(wait);
1477                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1478                         /* moving charge context might have finished. */
1479                         if (mc.moving_task)
1480                                 schedule();
1481                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1482                         return true;
1483                 }
1484         }
1485         return false;
1486 }
1487
1488 struct memory_stat {
1489         const char *name;
1490         unsigned int ratio;
1491         unsigned int idx;
1492 };
1493
1494 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1495         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1496         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1497         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1498         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1499         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1500         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1501         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1502         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1503         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         /*
1506          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1507          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1508          * constant(e.g. powerpc).
1509          */
1510         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1511 #endif
1512         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1513         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1514         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1515         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1516         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1517
1518         /*
1519          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1520          * together and slab_reclaimable must be in front.
1521          */
1522         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1523         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1524
1525         /* The memory events */
1526         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1527         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1528         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1529         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1530         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1531         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1532         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1533 };
1534
1535 static int __init memory_stats_init(void)
1536 {
1537         int i;
1538
1539         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1540 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1541                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1542                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1543 #endif
1544                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1545                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1546         }
1547
1548         return 0;
1549 }
1550 pure_initcall(memory_stats_init);
1551
1552 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         struct seq_buf s;
1555         int i;
1556
1557         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1558         if (!s.buffer)
1559                 return NULL;
1560
1561         /*
1562          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1563          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1564          *
1565          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1566          * 1) generic big picture -> specifics and details
1567          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1568          *
1569          * Current memory state:
1570          */
1571
1572         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1573                 u64 size;
1574
1575                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1576                 size *= memory_stats[i].ratio;
1577                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1578
1579                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1580                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1581                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1582                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1583                 }
1584         }
1585
1586         /* Accumulated memory events */
1587
1588         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1589                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1590         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1591                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1593                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1594         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1595                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1596                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1597         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1598                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1599                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1600         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1601                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1603                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1605                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1607                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1608
1609 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1610         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1611                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1613                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1614 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1615
1616         /* The above should easily fit into one page */
1617         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1618
1619         return s.buffer;
1620 }
1621
1622 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1623 /**
1624  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1625  * memory controller.
1626  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1627  * @p: Task that is going to be killed
1628  *
1629  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1630  * enabled
1631  */
1632 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1633 {
1634         rcu_read_lock();
1635
1636         if (memcg) {
1637                 pr_cont(",oom_memcg=");
1638                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1639         } else
1640                 pr_cont(",global_oom");
1641         if (p) {
1642                 pr_cont(",task_memcg=");
1643                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1644         }
1645         rcu_read_unlock();
1646 }
1647
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1650  * memory controller.
1651  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1652  */
1653 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1654 {
1655         char *buf;
1656
1657         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1658                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1659                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1660         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1661                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1662                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1663                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1664         else {
1665                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1666                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1667                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1668                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1669                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1670                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1671         }
1672
1673         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1674         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1675         pr_cont(":");
1676         buf = memory_stat_format(memcg);
1677         if (!buf)
1678                 return;
1679         pr_info("%s", buf);
1680         kfree(buf);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1685  */
1686 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1689
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1691                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1692                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1693                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1694         } else { /* v1 */
1695                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1696                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1697                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1698
1699                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1700                 }
1701         }
1702         return max;
1703 }
1704
1705 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         return page_counter_read(&memcg->memory);
1708 }
1709
1710 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1711                                      int order)
1712 {
1713         struct oom_control oc = {
1714                 .zonelist = NULL,
1715                 .nodemask = NULL,
1716                 .memcg = memcg,
1717                 .gfp_mask = gfp_mask,
1718                 .order = order,
1719         };
1720         bool ret = true;
1721
1722         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1723                 return true;
1724
1725         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1726                 goto unlock;
1727
1728         /*
1729          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1730          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1731          */
1732         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1733
1734 unlock:
1735         mutex_unlock(&oom_lock);
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1740                                    pg_data_t *pgdat,
1741                                    gfp_t gfp_mask,
1742                                    unsigned long *total_scanned)
1743 {
1744         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1745         int total = 0;
1746         int loop = 0;
1747         unsigned long excess;
1748         unsigned long nr_scanned;
1749         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1750                 .pgdat = pgdat,
1751         };
1752
1753         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1754
1755         while (1) {
1756                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1757                 if (!victim) {
1758                         loop++;
1759                         if (loop >= 2) {
1760                                 /*
1761                                  * If we have not been able to reclaim
1762                                  * anything, it might because there are
1763                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1764                                  */
1765                                 if (!total)
1766                                         break;
1767                                 /*
1768                                  * We want to do more targeted reclaim.
1769                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1770                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1771                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1772                                  */
1773                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1774                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1775                                         break;
1776                         }
1777                         continue;
1778                 }
1779                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1780                                         pgdat, &nr_scanned);
1781                 *total_scanned += nr_scanned;
1782                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1783                         break;
1784         }
1785         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1786         return total;
1787 }
1788
1789 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1790 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1791         .name = "memcg_oom_lock",
1792 };
1793 #endif
1794
1795 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1796
1797 /*
1798  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1799  * If someone is running, return false.
1800  */
1801 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1804
1805         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1806
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1808                 if (iter->oom_lock) {
1809                         /*
1810                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1811                          * so we cannot give a lock.
1812                          */
1813                         failed = iter;
1814                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1815                         break;
1816                 } else
1817                         iter->oom_lock = true;
1818         }
1819
1820         if (failed) {
1821                 /*
1822                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1823                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1824                  */
1825                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                         if (iter == failed) {
1827                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1828                                 break;
1829                         }
1830                         iter->oom_lock = false;
1831                 }
1832         } else
1833                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1834
1835         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         return !failed;
1838 }
1839
1840 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *iter;
1843
1844         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1845         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1846         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1847                 iter->oom_lock = false;
1848         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1849 }
1850
1851 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1852 {
1853         struct mem_cgroup *iter;
1854
1855         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1856         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1857                 iter->under_oom++;
1858         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1859 }
1860
1861 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         struct mem_cgroup *iter;
1864
1865         /*
1866          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1867          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1868          */
1869         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1870         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1871                 if (iter->under_oom > 0)
1872                         iter->under_oom--;
1873         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1874 }
1875
1876 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1877
1878 struct oom_wait_info {
1879         struct mem_cgroup *memcg;
1880         wait_queue_entry_t      wait;
1881 };
1882
1883 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1884         unsigned mode, int sync, void *arg)
1885 {
1886         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1887         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1888         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1889
1890         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1891         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1892
1893         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1894             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1895                 return 0;
1896         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         /*
1902          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1903          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1904          * this function is called as a result of userland actions
1905          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1906          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1907          * triggering notification.
1908          */
1909         if (memcg && memcg->under_oom)
1910                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1911 }
1912
1913 enum oom_status {
1914         OOM_SUCCESS,
1915         OOM_FAILED,
1916         OOM_ASYNC,
1917         OOM_SKIPPED
1918 };
1919
1920 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1921 {
1922         enum oom_status ret;
1923         bool locked;
1924
1925         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1926                 return OOM_SKIPPED;
1927
1928         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1929
1930         /*
1931          * We are in the middle of the charge context here, so we
1932          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1933          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1934          *
1935          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1936          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1937          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1938          * released.
1939          *
1940          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1941          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1942          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1943          * invoke the oom killer here.
1944          *
1945          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1946          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1947          */
1948         if (memcg->oom_kill_disable) {
1949                 if (!current->in_user_fault)
1950                         return OOM_SKIPPED;
1951                 css_get(&memcg->css);
1952                 current->memcg_in_oom = memcg;
1953                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1954                 current->memcg_oom_order = order;
1955
1956                 return OOM_ASYNC;
1957         }
1958
1959         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1960
1961         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1962
1963         if (locked)
1964                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1965
1966         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1968                 ret = OOM_SUCCESS;
1969         else
1970                 ret = OOM_FAILED;
1971
1972         if (locked)
1973                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /**
1979  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1980  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1981  *
1982  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1983  * handler was enabled.
1984  *
1985  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1986  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1987  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1988  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1989  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1990  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1991  *
1992  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1993  * completed, %false otherwise.
1994  */
1995 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1996 {
1997         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1998         struct oom_wait_info owait;
1999         bool locked;
2000
2001         /* OOM is global, do not handle */
2002         if (!memcg)
2003                 return false;
2004
2005         if (!handle)
2006                 goto cleanup;
2007
2008         owait.memcg = memcg;
2009         owait.wait.flags = 0;
2010         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2011         owait.wait.private = current;
2012         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2013
2014         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2015         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2016
2017         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2018
2019         if (locked)
2020                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2021
2022         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2023                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2024                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2025                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2026                                          current->memcg_oom_order);
2027         } else {
2028                 schedule();
2029                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2030                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2031         }
2032
2033         if (locked) {
2034                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2035                 /*
2036                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2037                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2038                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2039                  */
2040                 memcg_oom_recover(memcg);
2041         }
2042 cleanup:
2043         current->memcg_in_oom = NULL;
2044         css_put(&memcg->css);
2045         return true;
2046 }
2047
2048 /**
2049  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2050  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2051  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2052  *
2053  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2054  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2055  *
2056  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2057  */
2058 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2059                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2060 {
2061         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2062         struct mem_cgroup *memcg;
2063
2064         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2065                 return NULL;
2066
2067         if (!oom_domain)
2068                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2069
2070         rcu_read_lock();
2071
2072         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2073         if (memcg == root_mem_cgroup)
2074                 goto out;
2075
2076         /*
2077          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2078          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2079          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2080          */
2081         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2082                 goto out;
2083
2084         /*
2085          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2086          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2087          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2088          */
2089         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2090                 if (memcg->oom_group)
2091                         oom_group = memcg;
2092
2093                 if (memcg == oom_domain)
2094                         break;
2095         }
2096
2097         if (oom_group)
2098                 css_get(&oom_group->css);
2099 out:
2100         rcu_read_unlock();
2101
2102         return oom_group;
2103 }
2104
2105 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2106 {
2107         pr_info("Tasks in ");
2108         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2109         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2110 }
2111
2112 /**
2113  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2114  * @page: the page
2115  *
2116  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2117  * another cgroup.
2118  *
2119  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2120  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2121  * when @page might get freed inside the locked section.
2122  */
2123 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2124 {
2125         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2126         struct mem_cgroup *memcg;
2127         unsigned long flags;
2128
2129         /*
2130          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2131          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2132          * because page moving starts with an RCU grace period.
2133          *
2134          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2135          * the page state that is going to change is the only thing
2136          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2137          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2138          * keep off truncation, migration and so forth.
2139          */
2140         rcu_read_lock();
2141
2142         if (mem_cgroup_disabled())
2143                 return NULL;
2144 again:
2145         memcg = head->mem_cgroup;
2146         if (unlikely(!memcg))
2147                 return NULL;
2148
2149         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2150                 return memcg;
2151
2152         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2153         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2154                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2155                 goto again;
2156         }
2157
2158         /*
2159          * When charge migration first begins, we can have locked and
2160          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2161          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2162          */
2163         memcg->move_lock_task = current;
2164         memcg->move_lock_flags = flags;
2165
2166         return memcg;
2167 }
2168 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2169
2170 /**
2171  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2172  * @memcg: the memcg
2173  *
2174  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2175  */
2176 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2177 {
2178         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2179                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2180
2181                 memcg->move_lock_task = NULL;
2182                 memcg->move_lock_flags = 0;
2183
2184                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2185         }
2186
2187         rcu_read_unlock();
2188 }
2189
2190 /**
2191  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2192  * @page: the page
2193  */
2194 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2195 {
2196         struct page *head = compound_head(page);
2197
2198         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2199 }
2200 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2201
2202 struct memcg_stock_pcp {
2203         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2204         unsigned int nr_pages;
2205
2206 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2207         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2208         unsigned int nr_bytes;
2209 #endif
2210
2211         struct work_struct work;
2212         unsigned long flags;
2213 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2214 };
2215 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2216 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2217
2218 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2219 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2220 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2221                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2222
2223 #else
2224 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2225 {
2226 }
2227 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2228                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2229 {
2230         return false;
2231 }
2232 #endif
2233
2234 /**
2235  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2236  * @memcg: memcg to consume from.
2237  * @nr_pages: how many pages to charge.
2238  *
2239  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2240  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2241  * service an allocation will refill the stock.
2242  *
2243  * returns true if successful, false otherwise.
2244  */
2245 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         struct memcg_stock_pcp *stock;
2248         unsigned long flags;
2249         bool ret = false;
2250
2251         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2252                 return ret;
2253
2254         local_irq_save(flags);
2255
2256         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2257         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2258                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2259                 ret = true;
2260         }
2261
2262         local_irq_restore(flags);
2263
2264         return ret;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2269  */
2270 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2271 {
2272         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2273
2274         if (!old)
2275                 return;
2276
2277         if (stock->nr_pages) {
2278                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2279                 if (do_memsw_account())
2280                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2281                 stock->nr_pages = 0;
2282         }
2283
2284         css_put(&old->css);
2285         stock->cached = NULL;
2286 }
2287
2288 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2289 {
2290         struct memcg_stock_pcp *stock;
2291         unsigned long flags;
2292
2293         /*
2294          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2295          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2296          */
2297         local_irq_save(flags);
2298
2299         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2300         drain_obj_stock(stock);
2301         drain_stock(stock);
2302         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2303
2304         local_irq_restore(flags);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2309  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2310  */
2311 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2312 {
2313         struct memcg_stock_pcp *stock;
2314         unsigned long flags;
2315
2316         local_irq_save(flags);
2317
2318         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2319         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2320                 drain_stock(stock);
2321                 css_get(&memcg->css);
2322                 stock->cached = memcg;
2323         }
2324         stock->nr_pages += nr_pages;
2325
2326         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2327                 drain_stock(stock);
2328
2329         local_irq_restore(flags);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2334  * of the hierarchy under it.
2335  */
2336 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2337 {
2338         int cpu, curcpu;
2339
2340         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2341         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2342                 return;
2343         /*
2344          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2345          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2346          * as well as workers from this path always operate on the local
2347          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2348          */
2349         curcpu = get_cpu();
2350         for_each_online_cpu(cpu) {
2351                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2352                 struct mem_cgroup *memcg;
2353                 bool flush = false;
2354
2355                 rcu_read_lock();
2356                 memcg = stock->cached;
2357                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2358                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2359                         flush = true;
2360                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2361                         flush = true;
2362                 rcu_read_unlock();
2363
2364                 if (flush &&
2365                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2366                         if (cpu == curcpu)
2367                                 drain_local_stock(&stock->work);
2368                         else
2369                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2370                 }
2371         }
2372         put_cpu();
2373         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2374 }
2375
2376 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2377 {
2378         struct memcg_stock_pcp *stock;
2379         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2380
2381         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2382         drain_stock(stock);
2383
2384         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2385                 int i;
2386
2387                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2388                         int nid;
2389                         long x;
2390
2391                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2392                         if (x)
2393                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2394                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2395
2396                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2397                                 continue;
2398
2399                         for_each_node(nid) {
2400                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2401
2402                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2403                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2404                                 if (x)
2405                                         do {
2406                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2407                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2408                         }
2409                 }
2410
2411                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2412                         long x;
2413
2414                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2415                         if (x)
2416                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2417                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2418                 }
2419         }
2420
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2425                                   unsigned int nr_pages,
2426                                   gfp_t gfp_mask)
2427 {
2428         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2429
2430         do {
2431                 unsigned long pflags;
2432
2433                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2434                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2435                         continue;
2436
2437                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2438
2439                 psi_memstall_enter(&pflags);
2440                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2441                                                              gfp_mask, true);
2442                 psi_memstall_leave(&pflags);
2443         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2444                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2445
2446         return nr_reclaimed;
2447 }
2448
2449 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2450 {
2451         struct mem_cgroup *memcg;
2452
2453         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2454         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2459  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2460  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2461  */
2462 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2463
2464 /*
2465  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2466  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2467  * below.
2468  *
2469  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2470  *   overage ratio to a delay.
2471  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2472  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2473  *   to produce a reasonable delay curve.
2474  *
2475  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2476  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2477  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2478  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2479  * example, with a high of 100 megabytes:
2480  *
2481  *  +-------+------------------------+
2482  *  | usage | time to allocate in ms |
2483  *  +-------+------------------------+
2484  *  | 100M  |                      0 |
2485  *  | 101M  |                      6 |
2486  *  | 102M  |                     25 |
2487  *  | 103M  |                     57 |
2488  *  | 104M  |                    102 |
2489  *  | 105M  |                    159 |
2490  *  | 106M  |                    230 |
2491  *  | 107M  |                    313 |
2492  *  | 108M  |                    409 |
2493  *  | 109M  |                    518 |
2494  *  | 110M  |                    639 |
2495  *  | 111M  |                    774 |
2496  *  | 112M  |                    921 |
2497  *  | 113M  |                   1081 |
2498  *  | 114M  |                   1254 |
2499  *  | 115M  |                   1439 |
2500  *  | 116M  |                   1638 |
2501  *  | 117M  |                   1849 |
2502  *  | 118M  |                   2000 |
2503  *  | 119M  |                   2000 |
2504  *  | 120M  |                   2000 |
2505  *  +-------+------------------------+
2506  */
2507  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2508  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2509
2510 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2511 {
2512         u64 overage;
2513
2514         if (usage <= high)
2515                 return 0;
2516
2517         /*
2518          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2519          * it was a threshold of 1 page
2520          */
2521         high = max(high, 1UL);
2522
2523         overage = usage - high;
2524         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2525         return div64_u64(overage, high);
2526 }
2527
2528 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2529 {
2530         u64 overage, max_overage = 0;
2531
2532         do {
2533                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2534                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2535                 max_overage = max(overage, max_overage);
2536         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2537                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2538
2539         return max_overage;
2540 }
2541
2542 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2543 {
2544         u64 overage, max_overage = 0;
2545
2546         do {
2547                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2548                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2549                 if (overage)
2550                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2551                 max_overage = max(overage, max_overage);
2552         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2553                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2554
2555         return max_overage;
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2560  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2561  */
2562 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2563                                           unsigned int nr_pages,
2564                                           u64 max_overage)
2565 {
2566         unsigned long penalty_jiffies;
2567
2568         if (!max_overage)
2569                 return 0;
2570
2571         /*
2572          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2573          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2574          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2575          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2576          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2577          * overage amount.
2578          */
2579         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2580         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2581         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2582
2583         /*
2584          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2585          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2586          * 4N-sized allocation.
2587          *
2588          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2589          * larger the current charge patch is than that.
2590          */
2591         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2596  * and reclaims memory over the high limit.
2597  */
2598 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2599 {
2600         unsigned long penalty_jiffies;
2601         unsigned long pflags;
2602         unsigned long nr_reclaimed;
2603         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2604         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2605         struct mem_cgroup *memcg;
2606         bool in_retry = false;
2607
2608         if (likely(!nr_pages))
2609                 return;
2610
2611         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2612         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2613
2614 retry_reclaim:
2615         /*
2616          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2617          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2618          * or breaching resource isolation.
2619          *
2620          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2621          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2622          * allocator run every time an allocation is made.
2623          */
2624         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2625                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2626                                     GFP_KERNEL);
2627
2628         /*
2629          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2630          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2631          */
2632         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2633                                                mem_find_max_overage(memcg));
2634
2635         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2636                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2637
2638         /*
2639          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2640          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2641          * extremely slowly.
2642          */
2643         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2644
2645         /*
2646          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2647          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2648          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2649          * been aggressively reclaimed enough yet.
2650          */
2651         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2652                 goto out;
2653
2654         /*
2655          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2656          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2657          * throttling.
2658          */
2659         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2660                 in_retry = true;
2661                 goto retry_reclaim;
2662         }
2663
2664         /*
2665          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2666          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2667          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2668          */
2669         psi_memstall_enter(&pflags);
2670         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2671         psi_memstall_leave(&pflags);
2672
2673 out:
2674         css_put(&memcg->css);
2675 }
2676
2677 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2678                       unsigned int nr_pages)
2679 {
2680         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2681         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2682         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2683         struct page_counter *counter;
2684         enum oom_status oom_status;
2685         unsigned long nr_reclaimed;
2686         bool passed_oom = false;
2687         bool may_swap = true;
2688         bool drained = false;
2689         unsigned long pflags;
2690
2691         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2692                 return 0;
2693 retry:
2694         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2695                 return 0;
2696
2697         if (!do_memsw_account() ||
2698             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2699                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2700                         goto done_restock;
2701                 if (do_memsw_account())
2702                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2703                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2704         } else {
2705                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2706                 may_swap = false;
2707         }
2708
2709         if (batch > nr_pages) {
2710                 batch = nr_pages;
2711                 goto retry;
2712         }
2713
2714         /*
2715          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2716          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2717          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2718          * and let these go through as privileged allocations.
2719          */
2720         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2721                 goto force;
2722
2723         /*
2724          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2725          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2726          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2727          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2728          */
2729         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2730                 goto force;
2731
2732         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2733                 goto nomem;
2734
2735         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2736                 goto nomem;
2737
2738         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2739
2740         psi_memstall_enter(&pflags);
2741         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2742                                                     gfp_mask, may_swap);
2743         psi_memstall_leave(&pflags);
2744
2745         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2746                 goto retry;
2747
2748         if (!drained) {
2749                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2750                 drained = true;
2751                 goto retry;
2752         }
2753
2754         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2755                 goto nomem;
2756         /*
2757          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2758          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2759          * before killing the task.
2760          *
2761          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2762          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2763          * to regular pages anyway in case of failure.
2764          */
2765         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2766                 goto retry;
2767         /*
2768          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2769          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2770          */
2771         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2772                 goto retry;
2773
2774         if (nr_retries--)
2775                 goto retry;
2776
2777         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2778                 goto nomem;
2779
2780         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2781                 goto force;
2782
2783         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2784         if (passed_oom && task_is_dying())
2785                 goto nomem;
2786
2787         /*
2788          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2789          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2790          * couldn't make any progress.
2791          */
2792         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2793                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2794         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2795                 passed_oom = true;
2796                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2797                 goto retry;
2798         }
2799 nomem:
2800         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2801                 return -ENOMEM;
2802 force:
2803         /*
2804          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2805          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2806          * temporarily by force charging it.
2807          */
2808         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2809         if (do_memsw_account())
2810                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2811
2812         return 0;
2813
2814 done_restock:
2815         if (batch > nr_pages)
2816                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2817
2818         /*
2819          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2820          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2821          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2822          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2823          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2824          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2825          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2826          */
2827         do {
2828                 bool mem_high, swap_high;
2829
2830                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2831                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2832                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2833                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2834
2835                 /* Don't bother a random interrupted task */
2836                 if (in_interrupt()) {
2837                         if (mem_high) {
2838                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2839                                 break;
2840                         }
2841                         continue;
2842                 }
2843
2844                 if (mem_high || swap_high) {
2845                         /*
2846                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2847                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2848                          * of the memory or swap footprints.
2849                          *
2850                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2851                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2852                          * based on how much each task is actually allocating.
2853                          */
2854                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2855                         set_notify_resume(current);
2856                         break;
2857                 }
2858         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2859
2860         return 0;
2861 }
2862
2863 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2864 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2865 {
2866         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2867                 return;
2868
2869         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2870         if (do_memsw_account())
2871                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2872 }
2873 #endif
2874
2875 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2876 {
2877         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2878         /*
2879          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2880          *
2881          * - the page lock
2882          * - LRU isolation
2883          * - lock_page_memcg()
2884          * - exclusive reference
2885          */
2886         page->mem_cgroup = memcg;
2887 }
2888
2889 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2890 /*
2891  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2892  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2893  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2894  */
2895 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2896
2897 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2898                                  gfp_t gfp)
2899 {
2900         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2901         void *vec;
2902
2903         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2904         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2905                            page_to_nid(page));
2906         if (!vec)
2907                 return -ENOMEM;
2908
2909         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2910                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2911                 kfree(vec);
2912         else
2913                 kmemleak_not_leak(vec);
2914
2915         return 0;
2916 }
2917
2918 /*
2919  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2920  *
2921  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2922  * cgroup_mutex, etc.
2923  */
2924 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2925 {
2926         struct page *page;
2927
2928         if (mem_cgroup_disabled())
2929                 return NULL;
2930
2931         page = virt_to_head_page(p);
2932
2933         /*
2934          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2935          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2936          * bit of the pointer is set.
2937          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2938          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2939          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2940          */
2941         if (!page->mem_cgroup)
2942                 return NULL;
2943
2944         /*
2945          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2946          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2947          * the page->obj_cgroups.
2948          */
2949         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2950                 struct obj_cgroup *objcg;
2951                 unsigned int off;
2952
2953                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2954                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2955                 if (objcg)
2956                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2957
2958                 return NULL;
2959         }
2960
2961         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2962         return page->mem_cgroup;
2963 }
2964
2965 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2966 {
2967         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2968         struct mem_cgroup *memcg;
2969
2970         if (memcg_kmem_bypass())
2971                 return NULL;
2972
2973         rcu_read_lock();
2974         if (unlikely(active_memcg()))
2975                 memcg = active_memcg();
2976         else
2977                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2978
2979         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2980                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2981                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2982                         break;
2983                 objcg = NULL;
2984         }
2985         rcu_read_unlock();
2986
2987         return objcg;
2988 }
2989
2990 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2991 {
2992         int id, size;
2993         int err;
2994
2995         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2996                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2997         if (id < 0)
2998                 return id;
2999
3000         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3001                 return id;
3002
3003         /*
3004          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3005          * so we have to grow them.
3006          */
3007         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3008
3009         size = 2 * (id + 1);
3010         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3011                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3012         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3013                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3014
3015         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3016         if (!err)
3017                 memcg_nr_cache_ids = size;
3018
3019         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3020
3021         if (err) {
3022                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3023                 return err;
3024         }
3025         return id;
3026 }
3027
3028 static void memcg_free_cache_id(int id)
3029 {
3030         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3031 }
3032
3033 /**
3034  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3035  * @memcg: memory cgroup to charge
3036  * @gfp: reclaim mode
3037  * @nr_pages: number of pages to charge
3038  *
3039  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3040  */
3041 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3042                         unsigned int nr_pages)
3043 {
3044         struct page_counter *counter;
3045         int ret;
3046
3047         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3048         if (ret)
3049                 return ret;
3050
3051         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3052             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3053
3054                 /*
3055                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3056                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3057                  * handling code.
3058                  */
3059                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3060                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3061                         return 0;
3062                 }
3063                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3064                 return -ENOMEM;
3065         }
3066         return 0;
3067 }
3068
3069 /**
3070  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3071  * @memcg: memcg to uncharge
3072  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3073  */
3074 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3075 {
3076         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3077                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3078
3079         refill_stock(memcg, nr_pages);
3080 }
3081
3082 /**
3083  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3084  * @page: page to charge
3085  * @gfp: reclaim mode
3086  * @order: allocation order
3087  *
3088  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3089  */
3090 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3091 {
3092         struct mem_cgroup *memcg;
3093         int ret = 0;
3094
3095         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3096         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3097                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3098                 if (!ret) {
3099                         page->mem_cgroup = memcg;
3100                         __SetPageKmemcg(page);
3101                         return 0;
3102                 }
3103                 css_put(&memcg->css);
3104         }
3105         return ret;
3106 }
3107
3108 /**
3109  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3110  * @page: page to uncharge
3111  * @order: allocation order
3112  */
3113 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3114 {
3115         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3116         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3117
3118         if (!memcg)
3119                 return;
3120
3121         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3122         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3123         page->mem_cgroup = NULL;
3124         css_put(&memcg->css);
3125
3126         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3127         if (PageKmemcg(page))
3128                 __ClearPageKmemcg(page);
3129 }
3130
3131 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3132 {
3133         struct memcg_stock_pcp *stock;
3134         unsigned long flags;
3135         bool ret = false;
3136
3137         local_irq_save(flags);
3138
3139         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3140         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3141                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3142                 ret = true;
3143         }
3144
3145         local_irq_restore(flags);
3146
3147         return ret;
3148 }
3149
3150 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3151 {
3152         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3153
3154         if (!old)
3155                 return;
3156
3157         if (stock->nr_bytes) {
3158                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3159                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3160
3161                 if (nr_pages) {
3162                         struct mem_cgroup *memcg;
3163
3164                         rcu_read_lock();
3165 retry:
3166                         memcg = obj_cgroup_memcg(old);
3167                         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3168                                 goto retry;
3169                         rcu_read_unlock();
3170
3171                         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3172                         css_put(&memcg->css);
3173                 }
3174
3175                 /*
3176                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3177                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3178                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3179                  * refill_obj_stock().
3180                  *
3181                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3182                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3183                  * so it might be changed in the future.
3184                  */
3185                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3186                 stock->nr_bytes = 0;
3187         }
3188
3189         obj_cgroup_put(old);
3190         stock->cached_objcg = NULL;
3191 }
3192
3193 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3194                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3195 {
3196         struct mem_cgroup *memcg;
3197
3198         if (stock->cached_objcg) {
3199                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3200                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3201                         return true;
3202         }
3203
3204         return false;
3205 }
3206
3207 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3208 {
3209         struct memcg_stock_pcp *stock;
3210         unsigned long flags;
3211
3212         local_irq_save(flags);
3213
3214         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3215         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3216                 drain_obj_stock(stock);
3217                 obj_cgroup_get(objcg);
3218                 stock->cached_objcg = objcg;
3219                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3220         }
3221         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3222
3223         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3224                 drain_obj_stock(stock);
3225
3226         local_irq_restore(flags);
3227 }
3228
3229 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3230 {
3231         struct mem_cgroup *memcg;
3232         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3233         int ret;
3234
3235         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3236                 return 0;
3237
3238         /*
3239          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3240          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3241          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3242          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3243          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3244          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3245          * refill_obj_stock(), called from this function or
3246          * independently later.
3247          */
3248         rcu_read_lock();
3249 retry:
3250         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3251         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3252                 goto retry;
3253         rcu_read_unlock();
3254
3255         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3256         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3257
3258         if (nr_bytes)
3259                 nr_pages += 1;
3260
3261         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3262         if (!ret && nr_bytes)
3263                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3264
3265         css_put(&memcg->css);
3266         return ret;
3267 }
3268
3269 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3270 {
3271         refill_obj_stock(objcg, size);
3272 }
3273
3274 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3275
3276 /*
3277  * Because head->mem_cgroup is not set on tails, set it now.
3278  */
3279 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3280 {
3281         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3282         int kmemcg = PageKmemcg(head);
3283         int i;
3284
3285         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3286                 return;
3287
3288         for (i = 1; i < nr; i++) {
3289                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3290                 if (kmemcg)
3291                         __SetPageKmemcg(head + i);
3292         }
3293         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3294 }
3295
3296 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3297 /**
3298  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3299  * @entry: swap entry to be moved
3300  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3301  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3302  *
3303  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3304  * as the mem_cgroup's id of @from.
3305  *
3306  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3307  *
3308  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3309  * both res and memsw, and called css_get().
3310  */
3311 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3312                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3313 {
3314         unsigned short old_id, new_id;
3315
3316         old_id = mem_cgroup_id(from);
3317         new_id = mem_cgroup_id(to);
3318
3319         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3320                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3321                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3322                 return 0;
3323         }
3324         return -EINVAL;
3325 }
3326 #else
3327 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3328                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3329 {
3330         return -EINVAL;
3331 }
3332 #endif
3333
3334 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3335
3336 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3337                                  unsigned long max, bool memsw)
3338 {
3339         bool enlarge = false;
3340         bool drained = false;
3341         int ret;
3342         bool limits_invariant;
3343         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3344
3345         do {
3346                 if (signal_pending(current)) {
3347                         ret = -EINTR;
3348                         break;
3349                 }
3350
3351                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3352                 /*
3353                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3354                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3355                  */
3356                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3357                                            max <= memcg->memsw.max;
3358                 if (!limits_invariant) {
3359                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3360                         ret = -EINVAL;
3361                         break;
3362                 }
3363                 if (max > counter->max)
3364                         enlarge = true;
3365                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3366                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3367
3368                 if (!ret)
3369                         break;
3370
3371                 if (!drained) {
3372                         drain_all_stock(memcg);
3373                         drained = true;
3374                         continue;
3375                 }
3376
3377                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3378                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3379                         ret = -EBUSY;
3380                         break;
3381                 }
3382         } while (true);
3383
3384         if (!ret && enlarge)
3385                 memcg_oom_recover(memcg);
3386
3387         return ret;
3388 }
3389
3390 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3391                                             gfp_t gfp_mask,
3392                                             unsigned long *total_scanned)
3393 {
3394         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3395         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3396         unsigned long reclaimed;
3397         int loop = 0;
3398         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3399         unsigned long excess;
3400         unsigned long nr_scanned;
3401
3402         if (order > 0)
3403                 return 0;
3404
3405         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3406
3407         /*
3408          * Do not even bother to check the largest node if the root
3409          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3410          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3411          */
3412         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3413                 return 0;
3414
3415         /*
3416          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3417          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3418          * pressure
3419          */
3420         do {
3421                 if (next_mz)
3422                         mz = next_mz;
3423                 else
3424                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3425                 if (!mz)
3426                         break;
3427
3428                 nr_scanned = 0;
3429                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3430                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3431                 nr_reclaimed += reclaimed;
3432                 *total_scanned += nr_scanned;
3433                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3434                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3435
3436                 /*
3437                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3438                  * it is time to move on to the next cgroup
3439                  */
3440                 next_mz = NULL;
3441                 if (!reclaimed)
3442                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3443
3444                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3445                 /*
3446                  * One school of thought says that we should not add
3447                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3448                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3449                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3450                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3451                  * term TODO.
3452                  */
3453                 /* If excess == 0, no tree ops */
3454                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3455                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3456                 css_put(&mz->memcg->css);
3457                 loop++;
3458                 /*
3459                  * Could not reclaim anything and there are no more
3460                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3461                  * reclaiming anything.
3462                  */
3463                 if (!nr_reclaimed &&
3464                         (next_mz == NULL ||
3465                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3466                         break;
3467         } while (!nr_reclaimed);
3468         if (next_mz)
3469                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3470         return nr_reclaimed;
3471 }
3472
3473 /*
3474  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3475  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3476  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3477  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3478  */
3479 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3480 {
3481         bool ret;
3482
3483         rcu_read_lock();
3484         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3485         rcu_read_unlock();
3486         return ret;
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3491  *
3492  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3493  */
3494 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3495 {
3496         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3497
3498         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3499         lru_add_drain_all();
3500
3501         drain_all_stock(memcg);
3502
3503         /* try to free all pages in this cgroup */
3504         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3505                 int progress;
3506
3507                 if (signal_pending(current))
3508                         return -EINTR;
3509
3510                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3511                                                         GFP_KERNEL, true);
3512                 if (!progress) {
3513                         nr_retries--;
3514                         /* maybe some writeback is necessary */
3515                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3516                 }
3517
3518         }
3519
3520         return 0;
3521 }
3522
3523 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3524                                             char *buf, size_t nbytes,
3525                                             loff_t off)
3526 {
3527         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3528
3529         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3530                 return -EINVAL;
3531         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3532 }
3533
3534 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3535                                      struct cftype *cft)
3536 {
3537         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3538 }
3539
3540 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3541                                       struct cftype *cft, u64 val)
3542 {
3543         int retval = 0;
3544         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3545         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3546
3547         if (memcg->use_hierarchy == val)
3548                 return 0;
3549
3550         /*
3551          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3552          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3553          * occur, provided the current cgroup has no children.
3554          *
3555          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3556          * set if there are no children.
3557          */
3558         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3559                                 (val == 1 || val == 0)) {
3560                 if (!memcg_has_children(memcg))
3561                         memcg->use_hierarchy = val;
3562                 else
3563                         retval = -EBUSY;
3564         } else
3565                 retval = -EINVAL;
3566
3567         return retval;
3568 }
3569
3570 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3571 {
3572         unsigned long val;
3573
3574         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3575                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3576                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3577                 if (swap)
3578                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3579         } else {
3580                 if (!swap)
3581                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3582                 else
3583                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3584         }
3585         return val;
3586 }
3587
3588 enum {
3589         RES_USAGE,
3590         RES_LIMIT,
3591         RES_MAX_USAGE,
3592         RES_FAILCNT,
3593         RES_SOFT_LIMIT,
3594 };
3595
3596 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3597                                struct cftype *cft)
3598 {
3599         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3600         struct page_counter *counter;
3601
3602         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3603         case _MEM:
3604                 counter = &memcg->memory;
3605                 break;
3606         case _MEMSWAP:
3607                 counter = &memcg->memsw;
3608                 break;
3609         case _KMEM:
3610                 counter = &memcg->kmem;
3611                 break;
3612         case _TCP:
3613                 counter = &memcg->tcpmem;
3614                 break;
3615         default:
3616                 BUG();
3617         }
3618
3619         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3620         case RES_USAGE:
3621                 if (counter == &memcg->memory)
3622                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3623                 if (counter == &memcg->memsw)
3624                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3625                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3626         case RES_LIMIT:
3627                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3628         case RES_MAX_USAGE:
3629                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3630         case RES_FAILCNT:
3631                 return counter->failcnt;
3632         case RES_SOFT_LIMIT:
3633                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3634         default:
3635                 BUG();
3636         }
3637 }
3638
3639 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3640 {
3641         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3642         struct mem_cgroup *mi;
3643         int node, cpu, i;
3644
3645         for_each_online_cpu(cpu)
3646                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3647                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3648
3649         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3650                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3651                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3652
3653         for_each_node(node) {
3654                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3655                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3656
3657                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3658                         stat[i] = 0;
3659
3660                 for_each_online_cpu(cpu)
3661                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3662                                 stat[i] += per_cpu(
3663                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3664
3665                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3666                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3667                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3668         }
3669 }
3670
3671 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3672 {
3673         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3674         struct mem_cgroup *mi;
3675         int cpu, i;
3676
3677         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3678                 events[i] = 0;
3679
3680         for_each_online_cpu(cpu)
3681                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3682                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3683                                              cpu);
3684
3685         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3686                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3687                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3688 }
3689
3690 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3691 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3692 {
3693         struct obj_cgroup *objcg;
3694         int memcg_id;
3695
3696         if (cgroup_memory_nokmem)
3697                 return 0;
3698
3699         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3700         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3701
3702         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3703         if (memcg_id < 0)
3704                 return memcg_id;
3705
3706         objcg = obj_cgroup_alloc();
3707         if (!objcg) {
3708                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3709                 return -ENOMEM;
3710         }
3711         objcg->memcg = memcg;
3712         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3713
3714         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3715
3716         /*
3717          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3718          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3719          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3720          * patched.
3721          */
3722         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3723         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3724
3725         return 0;
3726 }
3727
3728 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3729 {
3730         struct cgroup_subsys_state *css;
3731         struct mem_cgroup *parent, *child;
3732         int kmemcg_id;
3733
3734         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3735                 return;
3736
3737         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3738
3739         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3740         if (!parent)
3741                 parent = root_mem_cgroup;
3742
3743         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3744
3745         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3746         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3747
3748         /*
3749          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3750          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3751          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3752          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3753          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3754          * memcg_drain_all_list_lrus().
3755          */
3756         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3757         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3758                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3759                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3760                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3761                 if (!memcg->use_hierarchy)
3762                         break;
3763         }
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3767
3768         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3769 }
3770
3771 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3772 {
3773         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3774         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3775                 memcg_offline_kmem(memcg);
3776 }
3777 #else
3778 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780         return 0;
3781 }
3782 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784 }
3785 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3786 {
3787 }
3788 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3789
3790 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3791                                  unsigned long max)
3792 {
3793         int ret;
3794
3795         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3796         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3797         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3798         return ret;
3799 }
3800
3801 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3802 {
3803         int ret;
3804
3805         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3806
3807         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3808         if (ret)
3809                 goto out;
3810
3811         if (!memcg->tcpmem_active) {
3812                 /*
3813                  * The active flag needs to be written after the static_key
3814                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3815                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3816                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3817                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3818                  *
3819                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3820                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3821                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3822                  * yet, we'll lose accounting.
3823                  *
3824                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3825                  * because when this value change, the code to process it is not
3826                  * patched in yet.
3827                  */
3828                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3829                 memcg->tcpmem_active = true;
3830         }
3831 out:
3832         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3833         return ret;
3834 }
3835
3836 /*
3837  * The user of this function is...
3838  * RES_LIMIT.
3839  */
3840 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3841                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3842 {
3843         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3844         unsigned long nr_pages;
3845         int ret;
3846
3847         buf = strstrip(buf);
3848         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3849         if (ret)
3850                 return ret;
3851
3852         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3853         case RES_LIMIT:
3854                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3855                         ret = -EINVAL;
3856                         break;
3857                 }
3858                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3859                 case _MEM:
3860                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3861                         break;
3862                 case _MEMSWAP:
3863                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3864                         break;
3865                 case _KMEM:
3866                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3867                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3868                                      "depend on this functionality.\n");
3869                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3870                         break;
3871                 case _TCP:
3872                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3873                         break;
3874                 }
3875                 break;
3876         case RES_SOFT_LIMIT:
3877                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3878                 ret = 0;
3879                 break;
3880         }
3881         return ret ?: nbytes;
3882 }
3883
3884 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3885                                 size_t nbytes, loff_t off)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3888         struct page_counter *counter;
3889
3890         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3891         case _MEM:
3892                 counter = &memcg->memory;
3893                 break;
3894         case _MEMSWAP:
3895                 counter = &memcg->memsw;
3896                 break;
3897         case _KMEM:
3898                 counter = &memcg->kmem;
3899                 break;
3900         case _TCP:
3901                 counter = &memcg->tcpmem;
3902                 break;
3903         default:
3904                 BUG();
3905         }
3906
3907         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3908         case RES_MAX_USAGE:
3909                 page_counter_reset_watermark(counter);
3910                 break;
3911         case RES_FAILCNT:
3912                 counter->failcnt = 0;
3913                 break;
3914         default:
3915                 BUG();
3916         }
3917
3918         return nbytes;
3919 }
3920
3921 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3922                                         struct cftype *cft)
3923 {
3924         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3925 }
3926
3927 #ifdef CONFIG_MMU
3928 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3929                                         struct cftype *cft, u64 val)
3930 {
3931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3932
3933         if (val & ~MOVE_MASK)
3934                 return -EINVAL;
3935
3936         /*
3937          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3938          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3939          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3940          * affect task migrations starting after the change.
3941          */
3942         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3943         return 0;
3944 }
3945 #else
3946 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3947                                         struct cftype *cft, u64 val)
3948 {
3949         return -ENOSYS;
3950 }
3951 #endif
3952
3953 #ifdef CONFIG_NUMA
3954
3955 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3956 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3957 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3958
3959 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3960                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3961 {
3962         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3963         unsigned long nr = 0;
3964         enum lru_list lru;
3965
3966         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3967
3968         for_each_lru(lru) {
3969                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3970                         continue;
3971                 if (tree)
3972                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3973                 else
3974                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3975         }
3976         return nr;
3977 }
3978
3979 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3980                                              unsigned int lru_mask,
3981                                              bool tree)
3982 {
3983         unsigned long nr = 0;
3984         enum lru_list lru;
3985
3986         for_each_lru(lru) {
3987                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3988                         continue;
3989                 if (tree)
3990                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3991                 else
3992                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3993         }
3994         return nr;
3995 }
3996
3997 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3998 {
3999         struct numa_stat {
4000                 const char *name;
4001                 unsigned int lru_mask;
4002         };
4003
4004         static const struct numa_stat stats[] = {
4005                 { "total", LRU_ALL },
4006                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4007                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4008                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4009         };
4010         const struct numa_stat *stat;
4011         int nid;
4012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4013
4014         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4015                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4016                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4017                                                    false));
4018                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4019                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4020                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4021                                                         stat->lru_mask, false));
4022                 seq_putc(m, '\n');
4023         }
4024
4025         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4026
4027                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4028                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4029                                                    true));
4030                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4031                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4032                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4033                                                         stat->lru_mask, true));
4034                 seq_putc(m, '\n');
4035         }
4036
4037         return 0;
4038 }
4039 #endif /* CONFIG_NUMA */
4040
4041 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4042         NR_FILE_PAGES,
4043         NR_ANON_MAPPED,
4044 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4045         NR_ANON_THPS,
4046 #endif
4047         NR_SHMEM,
4048         NR_FILE_MAPPED,
4049         NR_FILE_DIRTY,
4050         NR_WRITEBACK,
4051         MEMCG_SWAP,
4052 };
4053
4054 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4055         "cache",
4056         "rss",
4057 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4058         "rss_huge",
4059 #endif
4060         "shmem",
4061         "mapped_file",
4062         "dirty",
4063         "writeback",
4064         "swap",
4065 };
4066
4067 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4068 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4069         PGPGIN,
4070         PGPGOUT,
4071         PGFAULT,
4072         PGMAJFAULT,
4073 };
4074
4075 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4076 {
4077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4078         unsigned long memory, memsw;
4079         struct mem_cgroup *mi;
4080         unsigned int i;
4081
4082         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4083
4084         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4085                 unsigned long nr;
4086
4087                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4088                         continue;
4089                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4090 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4091                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4092                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4093 #endif
4094                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4095         }
4096
4097         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4098                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4099                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4100
4101         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4102                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4103                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4104                            PAGE_SIZE);
4105
4106         /* Hierarchical information */
4107         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4108         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4109                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4110                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4111         }
4112         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4113                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4114         if (do_memsw_account())
4115                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4116                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4117
4118         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4119                 unsigned long nr;
4120
4121                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4122                         continue;
4123                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4124 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4125                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4126                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4127 #endif
4128                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4129                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4130         }
4131
4132         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4133                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4134                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4135                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4136
4137         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4138                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4139                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4140                            PAGE_SIZE);
4141
4142 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4143         {
4144                 pg_data_t *pgdat;
4145                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4146                 unsigned long anon_cost = 0;
4147                 unsigned long file_cost = 0;
4148
4149                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4150                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4151
4152                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4153                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4154                 }
4155                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4156                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4157         }
4158 #endif
4159
4160         return 0;
4161 }
4162
4163 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4164                                       struct cftype *cft)
4165 {
4166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4167
4168         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4169 }
4170
4171 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4172                                        struct cftype *cft, u64 val)
4173 {
4174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4175
4176         if (val > 100)
4177                 return -EINVAL;
4178
4179         if (css->parent)
4180                 memcg->swappiness = val;
4181         else
4182                 vm_swappiness = val;
4183
4184         return 0;
4185 }
4186
4187 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4188 {
4189         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4190         unsigned long usage;
4191         int i;
4192
4193         rcu_read_lock();
4194         if (!swap)
4195                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4196         else
4197                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4198
4199         if (!t)
4200                 goto unlock;
4201
4202         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4203
4204         /*
4205          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4206          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4207          * call of __mem_cgroup_threshold().
4208          */
4209         i = t->current_threshold;
4210
4211         /*
4212          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4213          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4214          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4215          * only one element of the array here.
4216          */
4217         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4218                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4219
4220         /* i = current_threshold + 1 */
4221         i++;
4222
4223         /*
4224          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4225          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4226          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4227          * only one element of the array here.
4228          */
4229         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4230                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4231
4232         /* Update current_threshold */
4233         t->current_threshold = i - 1;
4234 unlock:
4235         rcu_read_unlock();
4236 }
4237
4238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4239 {
4240         while (memcg) {
4241                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4242                 if (do_memsw_account())
4243                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4244
4245                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4246         }
4247 }
4248
4249 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4250 {
4251         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4252         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4253
4254         if (_a->threshold > _b->threshold)
4255                 return 1;
4256
4257         if (_a->threshold < _b->threshold)
4258                 return -1;
4259
4260         return 0;
4261 }
4262
4263 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4264 {
4265         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4266
4267         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4268
4269         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4270                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4271
4272         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4277 {
4278         struct mem_cgroup *iter;
4279
4280         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4281                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4282 }
4283
4284 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4285         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4286 {
4287         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4288         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4289         unsigned long threshold;
4290         unsigned long usage;
4291         int i, size, ret;
4292
4293         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4294         if (ret)
4295                 return ret;
4296
4297         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4298
4299         if (type == _MEM) {
4300                 thresholds = &memcg->thresholds;
4301                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4302         } else if (type == _MEMSWAP) {
4303                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4304                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4305         } else
4306                 BUG();
4307
4308         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4309         if (thresholds->primary)
4310                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4311
4312         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4313
4314         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4315         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4316         if (!new) {
4317                 ret = -ENOMEM;
4318                 goto unlock;
4319         }
4320         new->size = size;
4321
4322         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4323         if (thresholds->primary)
4324                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4325                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4326
4327         /* Add new threshold */
4328         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4329         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4330
4331         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4332         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4333                         compare_thresholds, NULL);
4334
4335         /* Find current threshold */
4336         new->current_threshold = -1;
4337         for (i = 0; i < size; i++) {
4338                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4339                         /*
4340                          * new->current_threshold will not be used until
4341                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4342                          * it here.
4343                          */
4344                         ++new->current_threshold;
4345                 } else
4346                         break;
4347         }
4348
4349         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4350         kfree(thresholds->spare);
4351         thresholds->spare = thresholds->primary;
4352
4353         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4354
4355         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4356         synchronize_rcu();
4357
4358 unlock:
4359         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4360
4361         return ret;
4362 }
4363
4364 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4365         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4366 {
4367         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4368 }
4369
4370 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4371         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4372 {
4373         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4374 }
4375
4376 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4377         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4378 {
4379         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4380         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4381         unsigned long usage;
4382         int i, j, size, entries;
4383
4384         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4385
4386         if (type == _MEM) {
4387                 thresholds = &memcg->thresholds;
4388                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4389         } else if (type == _MEMSWAP) {
4390                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4391                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4392         } else
4393                 BUG();
4394
4395         if (!thresholds->primary)
4396                 goto unlock;
4397
4398         /* Check if a threshold crossed before removing */
4399         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4400
4401         /* Calculate new number of threshold */
4402         size = entries = 0;
4403         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4404                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4405                         size++;
4406                 else
4407                         entries++;
4408         }
4409
4410         new = thresholds->spare;
4411
4412         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4413         if (!entries)
4414                 goto unlock;
4415
4416         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4417         if (!size) {
4418                 kfree(new);
4419                 new = NULL;
4420                 goto swap_buffers;
4421         }
4422
4423         new->size = size;
4424
4425         /* Copy thresholds and find current threshold */
4426         new->current_threshold = -1;
4427         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4428                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4429                         continue;
4430
4431                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4432                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4433                         /*
4434                          * new->current_threshold will not be used
4435                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4436                          * it here.
4437                          */
4438                         ++new->current_threshold;
4439                 }
4440                 j++;
4441         }
4442
4443 swap_buffers:
4444         /* Swap primary and spare array */
4445         thresholds->spare = thresholds->primary;
4446
4447         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4448
4449         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4450         synchronize_rcu();
4451
4452         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4453         if (!new) {
4454                 kfree(thresholds->spare);
4455                 thresholds->spare = NULL;
4456         }
4457 unlock:
4458         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4459 }
4460
4461 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4462         struct eventfd_ctx *eventfd)
4463 {
4464         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4465 }
4466
4467 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4468         struct eventfd_ctx *eventfd)
4469 {
4470         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4471 }
4472
4473 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4474         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4475 {
4476         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4477
4478         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4479         if (!event)
4480                 return -ENOMEM;
4481
4482         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4483
4484         event->eventfd = eventfd;
4485         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4486
4487         /* already in OOM ? */
4488         if (memcg->under_oom)
4489                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4490         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4491
4492         return 0;
4493 }
4494
4495 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4496         struct eventfd_ctx *eventfd)
4497 {
4498         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4499
4500         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4501
4502         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4503                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4504                         list_del(&ev->list);
4505                         kfree(ev);
4506                 }
4507         }
4508
4509         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4510 }
4511
4512 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4513 {
4514         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4515
4516         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4517         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4518         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4519                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4520         return 0;
4521 }
4522
4523 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4524         struct cftype *cft, u64 val)
4525 {
4526         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4527
4528         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4529         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4530                 return -EINVAL;
4531
4532         memcg->oom_kill_disable = val;
4533         if (!val)
4534                 memcg_oom_recover(memcg);
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4540
4541 #include <trace/events/writeback.h>
4542
4543 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4544 {
4545         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4546 }
4547
4548 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4549 {
4550         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4551 }
4552
4553 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4554 {
4555         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4556 }
4557
4558 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4559 {
4560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4561
4562         if (!memcg->css.parent)
4563                 return NULL;
4564
4565         return &memcg->cgwb_domain;
4566 }
4567
4568 /*
4569  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4570  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4571  */
4572 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4573 {
4574         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4575         int cpu;
4576
4577         for_each_online_cpu(cpu)
4578                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4579         if (x < 0)
4580                 x = 0;
4581         return x;
4582 }
4583
4584 /**
4585  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4586  * @wb: bdi_writeback in question
4587  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4588  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4589  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4590  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4591  *
4592  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4593  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4594  * is a bit more involved.
4595  *
4596  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4597  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4598  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4599  * available memory in the system.  The caller should further cap
4600  * *@pheadroom accordingly.
4601  */
4602 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4603                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4604                          unsigned long *pwriteback)
4605 {
4606         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4607         struct mem_cgroup *parent;
4608
4609         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4610
4611         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4612         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4613                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4614         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4615
4616         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4617                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4618                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4619                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4620
4621                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4622                 memcg = parent;
4623         }
4624 }
4625
4626 /*
4627  * Foreign dirty flushing
4628  *
4629  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4630  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4631  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4632  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4633  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4634  * different cgroups isn't a common use-case.
4635  *
4636  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4637  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4638  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4639  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4640  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4641  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4642  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4643  * make writeback of the dirty pages happen.
4644  *
4645  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4646  * severely throttled after making some progress after each
4647  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4648  * completely idle.
4649  *
4650  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4651  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4652  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4653  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4654  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4655  *
4656  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4657  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4658  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4659  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4660  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4661  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4662  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4663  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4664  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4665  *
4666  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4667  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4668  * records are lockless and racy.
4669  */
4670 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4671                                              struct bdi_writeback *wb)
4672 {
4673         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4674         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4675         u64 now = get_jiffies_64();
4676         u64 oldest_at = now;
4677         int oldest = -1;
4678         int i;
4679
4680         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4681
4682         /*
4683          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4684          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4685          * written out.
4686          */
4687         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4688                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4689                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4690                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4691                         break;
4692                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4693                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4694                         oldest = i;
4695                         oldest_at = frn->at;
4696                 }
4697         }
4698
4699         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4700                 /*
4701                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4702                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4703                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4704                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4705                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4706                  */
4707                 unsigned long update_intv =
4708                         min_t(unsigned long, HZ,
4709                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4710
4711                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4712                         frn->at = now;
4713         } else if (oldest >= 0) {
4714                 /* replace the oldest free one */
4715                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4716                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4717                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4718                 frn->at = now;
4719         }
4720 }
4721
4722 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4723 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4724 {
4725         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4726         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4727         u64 now = jiffies_64;
4728         int i;
4729
4730         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4731                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4732
4733                 /*
4734                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4735                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4736                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4737                  * already one in flight.
4738                  */
4739                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4740                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4741                         frn->at = 0;
4742                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4743                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4744                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4745                                                &frn->done);
4746                 }
4747         }
4748 }
4749
4750 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4751
4752 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4753 {
4754         return 0;
4755 }
4756
4757 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4758 {
4759 }
4760
4761 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4762 {
4763 }
4764
4765 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4766
4767 /*
4768  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4769  *
4770  * "cgroup.event_control" implementation.
4771  *
4772  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4773  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4774  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4775  *
4776  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4777  * possible.
4778  */
4779
4780 /*
4781  * Unregister event and free resources.
4782  *
4783  * Gets called from workqueue.
4784  */
4785 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4786 {
4787         struct mem_cgroup_event *event =
4788                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4789         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4790
4791         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4792
4793         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4794
4795         /* Notify userspace the event is going away. */
4796         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4797
4798         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4799         kfree(event);
4800         css_put(&memcg->css);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4805  *
4806  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4807  */
4808 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4809                             int sync, void *key)
4810 {
4811         struct mem_cgroup_event *event =
4812                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4813         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4814         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4815
4816         if (flags & EPOLLHUP) {
4817                 /*
4818                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4819                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4820                  * for us.
4821                  *
4822                  * We can't race against event freeing since the other
4823                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4824                  * which we hold.
4825                  */
4826                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4827                 if (!list_empty(&event->list)) {
4828                         list_del_init(&event->list);
4829                         /*
4830                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4831                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4832                          */
4833                         schedule_work(&event->remove);
4834                 }
4835                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4836         }
4837
4838         return 0;
4839 }
4840
4841 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4842                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4843 {
4844         struct mem_cgroup_event *event =
4845                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4846
4847         event->wqh = wqh;
4848         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4849 }
4850
4851 /*
4852  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4853  *
4854  * Parse input and register new cgroup event handler.
4855  *
4856  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4857  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4858  */
4859 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4860                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4861 {
4862         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4864         struct mem_cgroup_event *event;
4865         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4866         unsigned int efd, cfd;
4867         struct fd efile;
4868         struct fd cfile;
4869         const char *name;
4870         char *endp;
4871         int ret;
4872
4873         buf = strstrip(buf);
4874
4875         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4876         if (*endp != ' ')
4877                 return -EINVAL;
4878         buf = endp + 1;
4879
4880         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4881         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4882                 return -EINVAL;
4883         buf = endp + 1;
4884
4885         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4886         if (!event)
4887                 return -ENOMEM;
4888
4889         event->memcg = memcg;
4890         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4891         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4892         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4893         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4894
4895         efile = fdget(efd);
4896         if (!efile.file) {
4897                 ret = -EBADF;
4898                 goto out_kfree;
4899         }
4900
4901         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4902         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4903                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4904                 goto out_put_efile;
4905         }
4906
4907         cfile = fdget(cfd);
4908         if (!cfile.file) {
4909                 ret = -EBADF;
4910                 goto out_put_eventfd;
4911         }
4912
4913         /* the process need read permission on control file */
4914         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4915         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4916         if (ret < 0)
4917                 goto out_put_cfile;
4918
4919         /*
4920          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4921          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4922          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4923          * is for compatibility anyway.
4924          *
4925          * DO NOT ADD NEW FILES.
4926          */
4927         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4928
4929         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4930                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4931                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4932         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4933                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4934                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4935         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4936                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4937                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4938         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4939                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4940                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4941         } else {
4942                 ret = -EINVAL;
4943                 goto out_put_cfile;
4944         }
4945
4946         /*
4947          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4948          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4949          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4950          */
4951         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4952                                                &memory_cgrp_subsys);
4953         ret = -EINVAL;
4954         if (IS_ERR(cfile_css))
4955                 goto out_put_cfile;
4956         if (cfile_css != css) {
4957                 css_put(cfile_css);
4958                 goto out_put_cfile;
4959         }
4960
4961         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4962         if (ret)
4963                 goto out_put_css;
4964
4965         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4966
4967         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4968         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4969         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4970
4971         fdput(cfile);
4972         fdput(efile);
4973
4974         return nbytes;
4975
4976 out_put_css:
4977         css_put(css);
4978 out_put_cfile:
4979         fdput(cfile);
4980 out_put_eventfd:
4981         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4982 out_put_efile:
4983         fdput(efile);
4984 out_kfree:
4985         kfree(event);
4986
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4991         {
4992                 .name = "usage_in_bytes",
4993                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4994                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4995         },
4996         {
4997                 .name = "max_usage_in_bytes",
4998                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4999                 .write = mem_cgroup_reset,
5000                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5001         },
5002         {
5003                 .name = "limit_in_bytes",
5004                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5005                 .write = mem_cgroup_write,
5006                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5007         },
5008         {
5009                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5011                 .write = mem_cgroup_write,
5012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5013         },
5014         {
5015                 .name = "failcnt",
5016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5017                 .write = mem_cgroup_reset,
5018                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5019         },
5020         {
5021                 .name = "stat",
5022                 .seq_show = memcg_stat_show,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "force_empty",
5026                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5027         },
5028         {
5029                 .name = "use_hierarchy",
5030                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5031                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5032         },
5033         {
5034                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5035                 .write = memcg_write_event_control,
5036                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5037         },
5038         {
5039                 .name = "swappiness",
5040                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5041                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5042         },
5043         {
5044                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5045                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5046                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5047         },
5048         {
5049                 .name = "oom_control",
5050                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5051                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5052                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5053         },
5054         {
5055                 .name = "pressure_level",
5056         },
5057 #ifdef CONFIG_NUMA
5058         {
5059                 .name = "numa_stat",
5060                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5061         },
5062 #endif
5063         {
5064                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5066                 .write = mem_cgroup_write,
5067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5068         },
5069         {
5070                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "kmem.failcnt",
5076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5077                 .write = mem_cgroup_reset,
5078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5079         },
5080         {
5081                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5083                 .write = mem_cgroup_reset,
5084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5085         },
5086 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5087         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5088         {
5089                 .name = "kmem.slabinfo",
5090                 .seq_show = memcg_slab_show,
5091         },
5092 #endif
5093         {
5094                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5096                 .write = mem_cgroup_write,
5097                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5098         },
5099         {
5100                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5103         },
5104         {
5105                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5107                 .write = mem_cgroup_reset,
5108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5109         },
5110         {
5111                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5112                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5113                 .write = mem_cgroup_reset,
5114                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5115         },
5116         { },    /* terminate */
5117 };
5118
5119 /*
5120  * Private memory cgroup IDR
5121  *
5122  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5123  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5124  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5125  * memory-controlled cgroups to 64k.
5126  *
5127  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5128  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5129  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5130  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5131  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5132  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5133  *
5134  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5135  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5136  * when the CSS is offlined.
5137  *
5138  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5139  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5140  * those references are manageable from userspace.
5141  */
5142
5143 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5144
5145 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5146 {
5147         if (memcg->id.id > 0) {
5148                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5149                 memcg->id.id = 0;
5150         }
5151 }
5152
5153 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5154                                                   unsigned int n)
5155 {
5156         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5157 }
5158
5159 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5160 {
5161         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5162                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5163
5164                 /* Memcg ID pins CSS */
5165                 css_put(&memcg->css);
5166         }
5167 }
5168
5169 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5170 {
5171         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5172 }
5173
5174 /**
5175  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5176  * @id: the memcg id to look up
5177  *
5178  * Caller must hold rcu_read_lock().
5179  */
5180 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5181 {
5182         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5183         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5184 }
5185
5186 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5187 {
5188         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5189         int tmp = node;
5190         /*
5191          * This routine is called against possible nodes.
5192          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5193          *
5194          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5195          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5196          *       function.
5197          */
5198         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5199                 tmp = -1;
5200         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5201         if (!pn)
5202                 return 1;
5203
5204         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5205                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5206         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5207                 kfree(pn);
5208                 return 1;
5209         }
5210
5211         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5212                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5213         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5214                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5215                 kfree(pn);
5216                 return 1;
5217         }
5218
5219         lruvec_init(&pn->lruvec);
5220         pn->usage_in_excess = 0;
5221         pn->on_tree = false;
5222         pn->memcg = memcg;
5223
5224         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5229 {
5230         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5231
5232         if (!pn)
5233                 return;
5234
5235         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5236         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5237         kfree(pn);
5238 }
5239
5240 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5241 {
5242         int node;
5243
5244         for_each_node(node)
5245                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5246         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5247         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5248         kfree(memcg);
5249 }
5250
5251 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5252 {
5253         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5254         /*
5255          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5256          * on parent's and all ancestor levels.
5257          */
5258         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5259         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5260         __mem_cgroup_free(memcg);
5261 }
5262
5263 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5264 {
5265         struct mem_cgroup *memcg;
5266         unsigned int size;
5267         int node;
5268         int __maybe_unused i;
5269         long error = -ENOMEM;
5270
5271         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5272         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5273
5274         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5275         if (!memcg)
5276                 return ERR_PTR(error);
5277
5278         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5279                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5280                                  GFP_KERNEL);
5281         if (memcg->id.id < 0) {
5282                 error = memcg->id.id;
5283                 goto fail;
5284         }
5285
5286         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5287                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5288         if (!memcg->vmstats_local)
5289                 goto fail;
5290
5291         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5292                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5293         if (!memcg->vmstats_percpu)
5294                 goto fail;
5295
5296         for_each_node(node)
5297                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5298                         goto fail;
5299
5300         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5301                 goto fail;
5302
5303         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5304         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5305         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5306         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5307         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5308         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5309         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5310         memcg->socket_pressure = jiffies;
5311 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5312         memcg->kmemcg_id = -1;
5313         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5314 #endif
5315 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5316         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5317         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5318                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5319                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5320 #endif
5321 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5322         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5323         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5324         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5325 #endif
5326         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5327         return memcg;
5328 fail:
5329         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5330         __mem_cgroup_free(memcg);
5331         return ERR_PTR(error);
5332 }
5333
5334 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5335 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5336 {
5337         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5338         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5339         long error = -ENOMEM;
5340
5341         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5342         memcg = mem_cgroup_alloc();
5343         set_active_memcg(old_memcg);
5344         if (IS_ERR(memcg))
5345                 return ERR_CAST(memcg);
5346
5347         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5348         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5349         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5350         if (parent) {
5351                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5352                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5353         }
5354         if (!parent) {
5355                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5356                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5357                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5358                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5359         } else if (parent->use_hierarchy) {
5360                 memcg->use_hierarchy = true;
5361                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5362                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5363                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5364                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5365         } else {
5366                 page_counter_init(&memcg->memory, &root_mem_cgroup->memory);
5367                 page_counter_init(&memcg->swap, &root_mem_cgroup->swap);
5368                 page_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5369                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &root_mem_cgroup->tcpmem);
5370                 /*
5371                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5372                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5373                  * unfortunate state in our controller.
5374                  */
5375                 if (parent != root_mem_cgroup)
5376                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5377         }
5378
5379         /* The following stuff does not apply to the root */
5380         if (!parent) {
5381                 root_mem_cgroup = memcg;
5382                 return &memcg->css;
5383         }
5384
5385         error = memcg_online_kmem(memcg);
5386         if (error)
5387                 goto fail;
5388
5389         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5390                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5391
5392         return &memcg->css;
5393 fail:
5394         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5395         mem_cgroup_free(memcg);
5396         return ERR_PTR(error);
5397 }
5398
5399 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5400 {
5401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5402
5403         /*
5404          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5405          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5406          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5407          */
5408         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5409                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5410                 return -ENOMEM;
5411         }
5412
5413         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5414         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5415         css_get(css);
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5420 {
5421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5422         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5423
5424         /*
5425          * Unregister events and notify userspace.
5426          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5427          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5428          */
5429         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5430         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5431                 list_del_init(&event->list);
5432                 schedule_work(&event->remove);
5433         }
5434         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5435
5436         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5437         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5438
5439         memcg_offline_kmem(memcg);
5440         wb_memcg_offline(memcg);
5441
5442         drain_all_stock(memcg);
5443
5444         mem_cgroup_id_put(memcg);
5445 }
5446
5447 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5448 {
5449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5450
5451         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5452 }
5453
5454 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5455 {
5456         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5457         int __maybe_unused i;
5458
5459 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5460         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5461                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5462 #endif
5463         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5464                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5465
5466         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5467                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5468
5469         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5470         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5471         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5472         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5473         memcg_free_kmem(memcg);
5474         mem_cgroup_free(memcg);
5475 }
5476
5477 /**
5478  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5479  * @css: the target css
5480  *
5481  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5482  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5483  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5484  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5485  * made visible again.
5486  *
5487  * The current implementation only resets the essential configurations.
5488  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5489  */
5490 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5491 {
5492         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5493
5494         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5495         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5496         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5497         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5498         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5499         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5500         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5501         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5502         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5503         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5504 }
5505
5506 #ifdef CONFIG_MMU
5507 /* Handlers for move charge at task migration. */
5508 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5509 {
5510         int ret;
5511
5512         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5513         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5514         if (!ret) {
5515                 mc.precharge += count;
5516                 return ret;
5517         }
5518
5519         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5520         while (count--) {
5521                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5522                 if (ret)
5523                         return ret;
5524                 mc.precharge++;
5525                 cond_resched();
5526         }
5527         return 0;
5528 }
5529
5530 union mc_target {
5531         struct page     *page;
5532         swp_entry_t     ent;
5533 };
5534
5535 enum mc_target_type {
5536         MC_TARGET_NONE = 0,
5537         MC_TARGET_PAGE,
5538         MC_TARGET_SWAP,
5539         MC_TARGET_DEVICE,
5540 };
5541
5542 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5543                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5544 {
5545         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5546
5547         if (!page || !page_mapped(page))
5548                 return NULL;
5549         if (PageAnon(page)) {
5550                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5551                         return NULL;
5552         } else {
5553                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5554                         return NULL;
5555         }
5556         if (!get_page_unless_zero(page))
5557                 return NULL;
5558
5559         return page;
5560 }
5561
5562 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5563 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5564                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5565 {
5566         struct page *page = NULL;
5567         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5568
5569         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5570                 return NULL;
5571
5572         /*
5573          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5574          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5575          * as special swap entry in the CPU page table.
5576          */
5577         if (is_device_private_entry(ent)) {
5578                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5579                 /*
5580                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5581                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5582                  */
5583                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5584                         return NULL;
5585                 return page;
5586         }
5587
5588         if (non_swap_entry(ent))
5589                 return NULL;
5590
5591         /*
5592          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5593          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5594          */
5595         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5596         entry->val = ent.val;
5597
5598         return page;
5599 }
5600 #else
5601 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5602                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5603 {
5604         return NULL;
5605 }
5606 #endif
5607
5608 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5609                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5610 {
5611         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5612                 return NULL;
5613         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5614                 return NULL;
5615
5616         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5617         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5618         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5619                         linear_page_index(vma, addr));
5620 }
5621
5622 /**
5623  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5624  * @page: the page
5625  * @compound: charge the page as compound or small page
5626  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5627  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5628  *
5629  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5630  *
5631  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5632  * from old cgroup.
5633  */
5634 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5635                                    bool compound,
5636                                    struct mem_cgroup *from,
5637                                    struct mem_cgroup *to)
5638 {
5639         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5640         struct pglist_data *pgdat;
5641         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5642         int ret;
5643
5644         VM_BUG_ON(from == to);
5645         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5646         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5647
5648         /*
5649          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5650          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5651          */
5652         ret = -EBUSY;
5653         if (!trylock_page(page))
5654                 goto out;
5655
5656         ret = -EINVAL;
5657         if (page->mem_cgroup != from)
5658                 goto out_unlock;
5659
5660         pgdat = page_pgdat(page);
5661         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5662         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5663
5664         lock_page_memcg(page);
5665
5666         if (PageAnon(page)) {
5667                 if (page_mapped(page)) {
5668                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5669                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5670                         if (PageTransHuge(page)) {
5671                                 __dec_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS);
5672                                 __inc_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS);
5673                         }
5674
5675                 }
5676         } else {
5677                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5678                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5679
5680                 if (PageSwapBacked(page)) {
5681                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5682                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5683                 }
5684
5685                 if (page_mapped(page)) {
5686                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5687                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5688                 }
5689
5690                 if (PageDirty(page)) {
5691                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5692
5693                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5694                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5695                                                    -nr_pages);
5696                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5697                                                    nr_pages);
5698                         }
5699                 }
5700         }
5701
5702         if (PageWriteback(page)) {
5703                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5704                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5705         }
5706
5707         /*
5708          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5709          *
5710          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5711          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5712          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5713          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5714          *
5715          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5716          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5717          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5718          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5719          */
5720         smp_mb();
5721
5722         css_get(&to->css);
5723         css_put(&from->css);
5724
5725         page->mem_cgroup = to;
5726
5727         __unlock_page_memcg(from);
5728
5729         ret = 0;
5730
5731         local_irq_disable();
5732         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5733         memcg_check_events(to, page);
5734         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5735         memcg_check_events(from, page);
5736         local_irq_enable();
5737 out_unlock:
5738         unlock_page(page);
5739 out:
5740         return ret;
5741 }
5742
5743 /**
5744  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5745  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5746  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5747  * @ptent: the pte to be checked
5748  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5749  *
5750  * Returns
5751  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5752  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5753  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5754  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5755  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5756  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5757  *     in target->ent.
5758  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5759  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5760  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5761  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5762  *     regular page.
5763  *
5764  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5765  *
5766  * Called with pte lock held.
5767  */
5768
5769 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5770                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5771 {
5772         struct page *page = NULL;
5773         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5774         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5775
5776         if (pte_present(ptent))
5777                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5778         else if (is_swap_pte(ptent))
5779                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5780         else if (pte_none(ptent))
5781                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5782
5783         if (!page && !ent.val)
5784                 return ret;
5785         if (page) {
5786                 /*
5787                  * Do only loose check w/o serialization.
5788                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5789                  * not under LRU exclusion.
5790                  */
5791                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5792                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5793                         if (is_device_private_page(page))
5794                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5795                         if (target)
5796                                 target->page = page;
5797                 }
5798                 if (!ret || !target)
5799                         put_page(page);
5800         }
5801         /*
5802          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5803          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5804          */
5805         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5806             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5807                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5808                 if (target)
5809                         target->ent = ent;
5810         }
5811         return ret;
5812 }
5813
5814 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5815 /*
5816  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5817  * not support them for now.
5818  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5819  */
5820 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5821                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5822 {
5823         struct page *page = NULL;
5824         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5825
5826         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5827                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5828                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5829                 return ret;
5830         }
5831         page = pmd_page(pmd);
5832         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5833         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5834                 return ret;
5835         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5836                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5837                 if (target) {
5838                         get_page(page);
5839                         target->page = page;
5840                 }
5841         }
5842         return ret;
5843 }
5844 #else
5845 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5846                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5847 {
5848         return MC_TARGET_NONE;
5849 }
5850 #endif
5851
5852 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5853                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5854                                         struct mm_walk *walk)
5855 {
5856         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5857         pte_t *pte;
5858         spinlock_t *ptl;
5859
5860         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5861         if (ptl) {
5862                 /*
5863                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5864                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5865                  * this might change.
5866                  */
5867                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5868                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5869                 spin_unlock(ptl);
5870                 return 0;
5871         }
5872
5873         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5874                 return 0;
5875         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5876         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5877                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5878                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5879         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5880         cond_resched();
5881
5882         return 0;
5883 }
5884
5885 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5886         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5887 };
5888
5889 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5890 {
5891         unsigned long precharge;
5892
5893         mmap_read_lock(mm);
5894         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5895         mmap_read_unlock(mm);
5896
5897         precharge = mc.precharge;
5898         mc.precharge = 0;
5899
5900         return precharge;
5901 }
5902
5903 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5904 {
5905         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5906
5907         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5908         mc.moving_task = current;
5909         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5910 }
5911
5912 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5913 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5914 {
5915         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5916         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5917
5918         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5919         if (mc.precharge) {
5920                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5921                 mc.precharge = 0;
5922         }
5923         /*
5924          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5925          * we must uncharge here.
5926          */
5927         if (mc.moved_charge) {
5928                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5929                 mc.moved_charge = 0;
5930         }
5931         /* we must fixup refcnts and charges */
5932         if (mc.moved_swap) {
5933                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5934                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5935                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5936
5937                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5938
5939                 /*
5940                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5941                  * should uncharge to->memory.
5942                  */
5943                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5944                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5945
5946                 mc.moved_swap = 0;
5947         }
5948         memcg_oom_recover(from);
5949         memcg_oom_recover(to);
5950         wake_up_all(&mc.waitq);
5951 }
5952
5953 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5954 {
5955         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5956
5957         /*
5958          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5959          * task migration.
5960          */
5961         mc.moving_task = NULL;
5962         __mem_cgroup_clear_mc();
5963         spin_lock(&mc.lock);
5964         mc.from = NULL;
5965         mc.to = NULL;
5966         mc.mm = NULL;
5967         spin_unlock(&mc.lock);
5968
5969         mmput(mm);
5970 }
5971
5972 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5973 {
5974         struct cgroup_subsys_state *css;
5975         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5976         struct mem_cgroup *from;
5977         struct task_struct *leader, *p;
5978         struct mm_struct *mm;
5979         unsigned long move_flags;
5980         int ret = 0;
5981
5982         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5983         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5984                 return 0;
5985
5986         /*
5987          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5988          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5989          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5990          * multiple.
5991          */
5992         p = NULL;
5993         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5994                 WARN_ON_ONCE(p);
5995                 p = leader;
5996                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5997         }
5998         if (!p)
5999                 return 0;
6000
6001         /*
6002          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6003          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6004          * So we need to save it, and keep it going.
6005          */
6006         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6007         if (!move_flags)
6008                 return 0;
6009
6010         from = mem_cgroup_from_task(p);
6011
6012         VM_BUG_ON(from == memcg);
6013
6014         mm = get_task_mm(p);
6015         if (!mm)
6016                 return 0;
6017         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6018         if (mm->owner == p) {
6019                 VM_BUG_ON(mc.from);
6020                 VM_BUG_ON(mc.to);
6021                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6022                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6023                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6024
6025                 spin_lock(&mc.lock);
6026                 mc.mm = mm;
6027                 mc.from = from;
6028                 mc.to = memcg;
6029                 mc.flags = move_flags;
6030                 spin_unlock(&mc.lock);
6031                 /* We set mc.moving_task later */
6032
6033                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6034                 if (ret)
6035                         mem_cgroup_clear_mc();
6036         } else {
6037                 mmput(mm);
6038         }
6039         return ret;
6040 }
6041
6042 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6043 {
6044         if (mc.to)
6045                 mem_cgroup_clear_mc();
6046 }
6047
6048 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6049                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6050                                 struct mm_walk *walk)
6051 {
6052         int ret = 0;
6053         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6054         pte_t *pte;
6055         spinlock_t *ptl;
6056         enum mc_target_type target_type;
6057         union mc_target target;
6058         struct page *page;
6059
6060         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6061         if (ptl) {
6062                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6063                         spin_unlock(ptl);
6064                         return 0;
6065                 }
6066                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6067                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6068                         page = target.page;
6069                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6070                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6071                                                              mc.from, mc.to)) {
6072                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6073                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6074                                 }
6075                                 putback_lru_page(page);
6076                         }
6077                         put_page(page);
6078                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6079                         page = target.page;
6080                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6081                                                      mc.from, mc.to)) {
6082                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6083                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6084                         }
6085                         put_page(page);
6086                 }
6087                 spin_unlock(ptl);
6088                 return 0;
6089         }
6090
6091         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6092                 return 0;
6093 retry:
6094         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6095         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6096                 pte_t ptent = *(pte++);
6097                 bool device = false;
6098                 swp_entry_t ent;
6099
6100                 if (!mc.precharge)
6101                         break;
6102
6103                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6104                 case MC_TARGET_DEVICE:
6105                         device = true;
6106                         fallthrough;
6107                 case MC_TARGET_PAGE:
6108                         page = target.page;
6109                         /*
6110                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6111                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6112                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6113                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6114                          */
6115                         if (PageTransCompound(page))
6116                                 goto put;
6117                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6118                                 goto put;
6119                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6120                                                 mc.from, mc.to)) {
6121                                 mc.precharge--;
6122                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6123                                 mc.moved_charge++;
6124                         }
6125                         if (!device)
6126                                 putback_lru_page(page);
6127 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6128                         put_page(page);
6129                         break;
6130                 case MC_TARGET_SWAP:
6131                         ent = target.ent;
6132                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6133                                 mc.precharge--;
6134                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6135                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6136                                 mc.moved_swap++;
6137                         }
6138                         break;
6139                 default:
6140                         break;
6141                 }
6142         }
6143         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6144         cond_resched();
6145
6146         if (addr != end) {
6147                 /*
6148                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6149                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6150                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6151                  * phase.
6152                  */
6153                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6154                 if (!ret)
6155                         goto retry;
6156         }
6157
6158         return ret;
6159 }
6160
6161 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6162         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6163 };
6164
6165 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6166 {
6167         lru_add_drain_all();
6168         /*
6169          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6170          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6171          * for already started RCU-only updates to finish.
6172          */
6173         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6174         synchronize_rcu();
6175 retry:
6176         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6177                 /*
6178                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6179                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6180                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6181                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6182                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6183                  */
6184                 __mem_cgroup_clear_mc();
6185                 cond_resched();
6186                 goto retry;
6187         }
6188         /*
6189          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6190          * additional charge, the page walk just aborts.
6191          */
6192         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6193                         NULL);
6194
6195         mmap_read_unlock(mc.mm);
6196         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6197 }
6198
6199 static void mem_cgroup_move_task(void)
6200 {
6201         if (mc.to) {
6202                 mem_cgroup_move_charge();
6203                 mem_cgroup_clear_mc();
6204         }
6205 }
6206 #else   /* !CONFIG_MMU */
6207 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6208 {
6209         return 0;
6210 }
6211 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6212 {
6213 }
6214 static void mem_cgroup_move_task(void)
6215 {
6216 }
6217 #endif
6218
6219 /*
6220  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6221  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6222  * attempt.
6223  */
6224 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6225 {
6226         /*
6227          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6228          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6229          * on for the root memcg is enough.
6230          */
6231         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6232                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6233         else
6234                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6235 }
6236
6237 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6238 {
6239         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6240                 seq_puts(m, "max\n");
6241         else
6242                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6243
6244         return 0;
6245 }
6246
6247 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6248                                struct cftype *cft)
6249 {
6250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6251
6252         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6253 }
6254
6255 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6256 {
6257         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6258                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6259 }
6260
6261 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6262                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6263 {
6264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6265         unsigned long min;
6266         int err;
6267
6268         buf = strstrip(buf);
6269         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6270         if (err)
6271                 return err;
6272
6273         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6274
6275         return nbytes;
6276 }
6277
6278 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6279 {
6280         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6281                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6282 }
6283
6284 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6285                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6286 {
6287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6288         unsigned long low;
6289         int err;
6290
6291         buf = strstrip(buf);
6292         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6293         if (err)
6294                 return err;
6295
6296         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6297
6298         return nbytes;
6299 }
6300
6301 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6302 {
6303         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6304                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6305 }
6306
6307 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6308                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6309 {
6310         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6311         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6312         bool drained = false;
6313         unsigned long high;
6314         int err;
6315
6316         buf = strstrip(buf);
6317         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6318         if (err)
6319                 return err;
6320
6321         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6322
6323         for (;;) {
6324                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6325                 unsigned long reclaimed;
6326
6327                 if (nr_pages <= high)
6328                         break;
6329
6330                 if (signal_pending(current))
6331                         break;
6332
6333                 if (!drained) {
6334                         drain_all_stock(memcg);
6335                         drained = true;
6336                         continue;
6337                 }
6338
6339                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6340                                                          GFP_KERNEL, true);
6341
6342                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6343                         break;
6344         }
6345
6346         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6347         return nbytes;
6348 }
6349
6350 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6351 {
6352         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6353                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6354 }
6355
6356 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6357                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6358 {
6359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6360         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6361         bool drained = false;
6362         unsigned long max;
6363         int err;
6364
6365         buf = strstrip(buf);
6366         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6367         if (err)
6368                 return err;
6369
6370         xchg(&memcg->memory.max, max);
6371
6372         for (;;) {
6373                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6374
6375                 if (nr_pages <= max)
6376                         break;
6377
6378                 if (signal_pending(current))
6379                         break;
6380
6381                 if (!drained) {
6382                         drain_all_stock(memcg);
6383                         drained = true;
6384                         continue;
6385                 }
6386
6387                 if (nr_reclaims) {
6388                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6389                                                           GFP_KERNEL, true))
6390                                 nr_reclaims--;
6391                         continue;
6392                 }
6393
6394                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6395                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6396                         break;
6397         }
6398
6399         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6400         return nbytes;
6401 }
6402
6403 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6404 {
6405         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6406         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6407         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6408         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6409         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6410                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6411 }
6412
6413 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6414 {
6415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6416
6417         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6418         return 0;
6419 }
6420
6421 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6422 {
6423         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6424
6425         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6426         return 0;
6427 }
6428
6429 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6432         char *buf;
6433
6434         buf = memory_stat_format(memcg);
6435         if (!buf)
6436                 return -ENOMEM;
6437         seq_puts(m, buf);
6438         kfree(buf);
6439         return 0;
6440 }
6441
6442 #ifdef CONFIG_NUMA
6443 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6444 {
6445         int i;
6446         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6447
6448         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6449                 int nid;
6450
6451                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6452                         continue;
6453
6454                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6455                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6456                         u64 size;
6457                         struct lruvec *lruvec;
6458
6459                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6460                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6461                         size *= memory_stats[i].ratio;
6462                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6463                 }
6464                 seq_putc(m, '\n');
6465         }
6466
6467         return 0;
6468 }
6469 #endif
6470
6471 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6472 {
6473         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6474
6475         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6476
6477         return 0;
6478 }
6479
6480 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6481                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6482 {
6483         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6484         int ret, oom_group;
6485
6486         buf = strstrip(buf);
6487         if (!buf)
6488                 return -EINVAL;
6489
6490         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6491         if (ret)
6492                 return ret;
6493
6494         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6495                 return -EINVAL;
6496
6497         memcg->oom_group = oom_group;
6498
6499         return nbytes;
6500 }
6501
6502 static struct cftype memory_files[] = {
6503         {
6504                 .name = "current",
6505                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6506                 .read_u64 = memory_current_read,
6507         },
6508         {
6509                 .name = "min",
6510                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6511                 .seq_show = memory_min_show,
6512                 .write = memory_min_write,
6513         },
6514         {
6515                 .name = "low",
6516                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6517                 .seq_show = memory_low_show,
6518                 .write = memory_low_write,
6519         },
6520         {
6521                 .name = "high",
6522                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6523                 .seq_show = memory_high_show,
6524                 .write = memory_high_write,
6525         },
6526         {
6527                 .name = "max",
6528                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6529                 .seq_show = memory_max_show,
6530                 .write = memory_max_write,
6531         },
6532         {
6533                 .name = "events",
6534                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6535                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6536                 .seq_show = memory_events_show,
6537         },
6538         {
6539                 .name = "events.local",
6540                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6541                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6542                 .seq_show = memory_events_local_show,
6543         },
6544         {
6545                 .name = "stat",
6546                 .seq_show = memory_stat_show,
6547         },
6548 #ifdef CONFIG_NUMA
6549         {
6550                 .name = "numa_stat",
6551                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6552         },
6553 #endif
6554         {
6555                 .name = "oom.group",
6556                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6557                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6558                 .write = memory_oom_group_write,
6559         },
6560         { }     /* terminate */
6561 };
6562
6563 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6564         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6565         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6566         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6567         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6568         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6569         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6570         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6571         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6572         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6573         .bind = mem_cgroup_bind,
6574         .dfl_cftypes = memory_files,
6575         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6576         .early_init = 0,
6577 };
6578
6579 /*
6580  * This function calculates an individual cgroup's effective
6581  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6582  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6583  * distribution in the tree.
6584  *
6585  * The following rules apply to the effective protection values:
6586  *
6587  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6588  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6589  *
6590  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6591  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6592  *    parent's effective protection.
6593  *
6594  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6595  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6596  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6597  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6598  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6599  *
6600  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6601  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6602  *    the unused remainder is available to its siblings.
6603  *
6604  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6605  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6606  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6607  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6608  *
6609  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6610  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6611  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6612  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6613  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6614  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6615  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6616  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6617  *
6618  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6619  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6620  * neighboring subtrees.
6621  */
6622 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6623                                           unsigned long parent_usage,
6624                                           unsigned long setting,
6625                                           unsigned long parent_effective,
6626                                           unsigned long siblings_protected)
6627 {
6628         unsigned long protected;
6629         unsigned long ep;
6630
6631         protected = min(usage, setting);
6632         /*
6633          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6634          * protection then what the parent affords them, distribute
6635          * shares in proportion to utilization.
6636          *
6637          * We are using actual utilization rather than the statically
6638          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6639          * but unused protection is available to siblings that would
6640          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6641          */
6642         if (siblings_protected > parent_effective)
6643                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6644
6645         /*
6646          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6647          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6648          * and utilizes is effectively protected.
6649          *
6650          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6651          * will apply pressure in proportion to that amount.
6652          *
6653          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6654          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6655          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6656          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6657          * protection is always dependent on how memory is actually
6658          * consumed among the siblings anyway.
6659          */
6660         ep = protected;
6661
6662         /*
6663          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6664          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6665          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6666          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6667          * other compete freely over the allowance, but they are
6668          * collectively protected from neighboring trees.
6669          *
6670          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6671          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6672          * the same bytes twice.
6673          *
6674          * Check both usage and parent_usage against the respective
6675          * protected values. One should imply the other, but they
6676          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6677          */
6678         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6679                 return ep;
6680         if (parent_effective > siblings_protected &&
6681             parent_usage > siblings_protected &&
6682             usage > protected) {
6683                 unsigned long unclaimed;
6684
6685                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6686                 unclaimed *= usage - protected;
6687                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6688
6689                 ep += unclaimed;
6690         }
6691
6692         return ep;
6693 }
6694
6695 /**
6696  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6697  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6698  * @memcg: the memory cgroup to check
6699  *
6700  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6701  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6702  */
6703 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6704                                      struct mem_cgroup *memcg)
6705 {
6706         unsigned long usage, parent_usage;
6707         struct mem_cgroup *parent;
6708
6709         if (mem_cgroup_disabled())
6710                 return;
6711
6712         if (!root)
6713                 root = root_mem_cgroup;
6714
6715         /*
6716          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6717          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6718          * details.
6719          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6720          * that special casing.
6721          */
6722         if (memcg == root)
6723                 return;
6724
6725         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6726         if (!usage)
6727                 return;
6728
6729         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6730         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6731         if (!parent)
6732                 return;
6733
6734         if (parent == root) {
6735                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6736                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6737                 return;
6738         }
6739
6740         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6741
6742         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6743                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6744                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6745                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6746
6747         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6748                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6749                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6750                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6751 }
6752
6753 /**
6754  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6755  * @page: page to charge
6756  * @mm: mm context of the victim
6757  * @gfp_mask: reclaim mode
6758  *
6759  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6760  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6761  *
6762  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6763  */
6764 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6765 {
6766         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6767         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6768         int ret = 0;
6769
6770         if (mem_cgroup_disabled())
6771                 goto out;
6772
6773         if (PageSwapCache(page)) {
6774                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6775                 unsigned short id;
6776
6777                 /*
6778                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6779                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6780                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6781                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6782                  * in turn serializes uncharging.
6783                  */
6784                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6785                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6786                         goto out;
6787
6788                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6789                 rcu_read_lock();
6790                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6791                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6792                         memcg = NULL;
6793                 rcu_read_unlock();
6794         }
6795
6796         if (!memcg)
6797                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6798
6799         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6800         if (ret)
6801                 goto out_put;
6802
6803         css_get(&memcg->css);
6804         commit_charge(page, memcg);
6805
6806         local_irq_disable();
6807         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6808         memcg_check_events(memcg, page);
6809         local_irq_enable();
6810
6811         /*
6812          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6813          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6814          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6815          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6816          * the entire time.
6817          *
6818          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6819          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6820          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6821          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6822          */
6823         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6824                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6825                 /*
6826                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6827                  * let's not wait for it.  The page already received a
6828                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6829                  */
6830                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6831         }
6832
6833 out_put:
6834         css_put(&memcg->css);
6835 out:
6836         return ret;
6837 }
6838
6839 struct uncharge_gather {
6840         struct mem_cgroup *memcg;
6841         unsigned long nr_pages;
6842         unsigned long pgpgout;
6843         unsigned long nr_kmem;
6844         struct page *dummy_page;
6845 };
6846
6847 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6848 {
6849         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6850 }
6851
6852 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6853 {
6854         unsigned long flags;
6855
6856         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6857                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6858                 if (do_memsw_account())
6859                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6860                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6861                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6862                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6863         }
6864
6865         local_irq_save(flags);
6866         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6867         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6868         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6869         local_irq_restore(flags);
6870
6871         /* drop reference from uncharge_page */
6872         css_put(&ug->memcg->css);
6873 }
6874
6875 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6876 {
6877         unsigned long nr_pages;
6878
6879         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6880
6881         if (!page->mem_cgroup)
6882                 return;
6883
6884         /*
6885          * Nobody should be changing or seriously looking at
6886          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6887          * exclusive access to the page.
6888          */
6889
6890         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6891                 if (ug->memcg) {
6892                         uncharge_batch(ug);
6893                         uncharge_gather_clear(ug);
6894                 }
6895                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6896
6897                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6898                 css_get(&ug->memcg->css);
6899         }
6900
6901         nr_pages = compound_nr(page);
6902         ug->nr_pages += nr_pages;
6903
6904         if (!PageKmemcg(page)) {
6905                 ug->pgpgout++;
6906         } else {
6907                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6908                 __ClearPageKmemcg(page);
6909         }
6910
6911         ug->dummy_page = page;
6912         page->mem_cgroup = NULL;
6913         css_put(&ug->memcg->css);
6914 }
6915
6916 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6917 {
6918         struct uncharge_gather ug;
6919         struct list_head *next;
6920
6921         uncharge_gather_clear(&ug);
6922
6923         /*
6924          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6925          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6926          */
6927         next = page_list->next;
6928         do {
6929                 struct page *page;
6930
6931                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6932                 next = page->lru.next;
6933
6934                 uncharge_page(page, &ug);
6935         } while (next != page_list);
6936
6937         if (ug.memcg)
6938                 uncharge_batch(&ug);
6939 }
6940
6941 /**
6942  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6943  * @page: page to uncharge
6944  *
6945  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6946  */
6947 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6948 {
6949         struct uncharge_gather ug;
6950
6951         if (mem_cgroup_disabled())
6952                 return;
6953
6954         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6955         if (!page->mem_cgroup)
6956                 return;
6957
6958         uncharge_gather_clear(&ug);
6959         uncharge_page(page, &ug);
6960         uncharge_batch(&ug);
6961 }
6962
6963 /**
6964  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6965  * @page_list: list of pages to uncharge
6966  *
6967  * Uncharge a list of pages previously charged with
6968  * mem_cgroup_charge().
6969  */
6970 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6971 {
6972         if (mem_cgroup_disabled())
6973                 return;
6974
6975         if (!list_empty(page_list))
6976                 uncharge_list(page_list);
6977 }
6978
6979 /**
6980  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6981  * @oldpage: currently circulating page
6982  * @newpage: replacement page
6983  *
6984  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6985  * be uncharged upon free.
6986  *
6987  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6988  */
6989 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6990 {
6991         struct mem_cgroup *memcg;
6992         unsigned int nr_pages;
6993         unsigned long flags;
6994
6995         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6996         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6997         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6998         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6999                        newpage);
7000
7001         if (mem_cgroup_disabled())
7002                 return;
7003
7004         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7005         if (newpage->mem_cgroup)
7006                 return;
7007
7008         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
7009         memcg = oldpage->mem_cgroup;
7010         if (!memcg)
7011                 return;
7012
7013         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7014         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7015
7016         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7017         if (do_memsw_account())
7018                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7019
7020         css_get(&memcg->css);
7021         commit_charge(newpage, memcg);
7022
7023         local_irq_save(flags);
7024         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7025         memcg_check_events(memcg, newpage);
7026         local_irq_restore(flags);
7027 }
7028
7029 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7030 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7031
7032 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7033 {
7034         struct mem_cgroup *memcg;
7035
7036         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7037                 return;
7038
7039         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7040         if (in_interrupt())
7041                 return;
7042
7043         rcu_read_lock();
7044         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7045         if (memcg == root_mem_cgroup)
7046                 goto out;
7047         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7048                 goto out;
7049         if (css_tryget(&memcg->css))
7050                 sk->sk_memcg = memcg;
7051 out:
7052         rcu_read_unlock();
7053 }
7054
7055 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7056 {
7057         if (sk->sk_memcg)
7058                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7059 }
7060
7061 /**
7062  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7063  * @memcg: memcg to charge
7064  * @nr_pages: number of pages to charge
7065  *
7066  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7067  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7068  */
7069 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7070 {
7071         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7072
7073         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7074                 struct page_counter *fail;
7075
7076                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7077                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7078                         return true;
7079                 }
7080                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7081                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7082                 return false;
7083         }
7084
7085         /* Don't block in the packet receive path */
7086         if (in_softirq())
7087                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7088
7089         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7090
7091         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7092                 return true;
7093
7094         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7095         return false;
7096 }
7097
7098 /**
7099  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7100  * @memcg: memcg to uncharge
7101  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7102  */
7103 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7104 {
7105         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7106                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7107                 return;
7108         }
7109
7110         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7111
7112         refill_stock(memcg, nr_pages);
7113 }
7114
7115 static int __init cgroup_memory(char *s)
7116 {
7117         char *token;
7118
7119         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7120                 if (!*token)
7121                         continue;
7122                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7123                         cgroup_memory_nosocket = true;
7124                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7125                         cgroup_memory_nokmem = true;
7126         }
7127         return 0;
7128 }
7129 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7130
7131 /*
7132  * subsys_initcall() for memory controller.
7133  *
7134  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7135  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7136  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7137  * should be initialized from here.
7138  */
7139 static int __init mem_cgroup_init(void)
7140 {
7141         int cpu, node;
7142
7143         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7144                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7145
7146         for_each_possible_cpu(cpu)
7147                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7148                           drain_local_stock);
7149
7150         for_each_node(node) {
7151                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7152
7153                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7154                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7155
7156                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7157                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7158                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7159                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7160         }
7161
7162         return 0;
7163 }
7164 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7165
7166 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7167 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7168 {
7169         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7170                 /*
7171                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7172                  * always be >= 1.
7173                  */
7174                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7175                         VM_BUG_ON(1);
7176                         break;
7177                 }
7178                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7179                 if (!memcg)
7180                         memcg = root_mem_cgroup;
7181         }
7182         return memcg;
7183 }
7184
7185 /**
7186  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7187  * @page: page whose memsw charge to transfer
7188  * @entry: swap entry to move the charge to
7189  *
7190  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7191  */
7192 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7193 {
7194         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7195         unsigned int nr_entries;
7196         unsigned short oldid;
7197
7198         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7199         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7200
7201         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7202                 return;
7203
7204         memcg = page->mem_cgroup;
7205
7206         /* Readahead page, never charged */
7207         if (!memcg)
7208                 return;
7209
7210         /*
7211          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7212          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7213          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7214          */
7215         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7216         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7217         /* Get references for the tail pages, too */
7218         if (nr_entries > 1)
7219                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7220         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7221                                    nr_entries);
7222         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7223         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7224
7225         page->mem_cgroup = NULL;
7226
7227         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7228                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7229
7230         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7231                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7232                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7233                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7234         }
7235
7236         /*
7237          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7238          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7239          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7240          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7241          */
7242         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7243         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7244         memcg_check_events(memcg, page);
7245
7246         css_put(&memcg->css);
7247 }
7248
7249 /**
7250  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7251  * @page: page being added to swap
7252  * @entry: swap entry to charge
7253  *
7254  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7255  *
7256  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7257  */
7258 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7259 {
7260         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7261         struct page_counter *counter;
7262         struct mem_cgroup *memcg;
7263         unsigned short oldid;
7264
7265         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7266                 return 0;
7267
7268         memcg = page->mem_cgroup;
7269
7270         /* Readahead page, never charged */
7271         if (!memcg)
7272                 return 0;
7273
7274         if (!entry.val) {
7275                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7276                 return 0;
7277         }
7278
7279         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7280
7281         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7282             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7283                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7284                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7285                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7286                 return -ENOMEM;
7287         }
7288
7289         /* Get references for the tail pages, too */
7290         if (nr_pages > 1)
7291                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7292         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7293         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7294         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7295
7296         return 0;
7297 }
7298
7299 /**
7300  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7301  * @entry: swap entry to uncharge
7302  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7303  */
7304 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7305 {
7306         struct mem_cgroup *memcg;
7307         unsigned short id;
7308
7309         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7310         rcu_read_lock();
7311         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7312         if (memcg) {
7313                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7314                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7315                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7316                         else
7317                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7318                 }
7319                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7320                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7321         }
7322         rcu_read_unlock();
7323 }
7324
7325 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7326 {
7327         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7328
7329         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7330                 return nr_swap_pages;
7331         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7332                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7333                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7334                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7335         return nr_swap_pages;
7336 }
7337
7338 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7339 {
7340         struct mem_cgroup *memcg;
7341
7342         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7343
7344         if (vm_swap_full())
7345                 return true;
7346         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7347                 return false;
7348
7349         memcg = page->mem_cgroup;
7350         if (!memcg)
7351                 return false;
7352
7353         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7354                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7355
7356                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7357                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7358                         return true;
7359         }
7360
7361         return false;
7362 }
7363
7364 static int __init setup_swap_account(char *s)
7365 {
7366         if (!strcmp(s, "1"))
7367                 cgroup_memory_noswap = 0;
7368         else if (!strcmp(s, "0"))
7369                 cgroup_memory_noswap = 1;
7370         return 1;
7371 }
7372 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7373
7374 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7375                              struct cftype *cft)
7376 {
7377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7378
7379         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7380 }
7381
7382 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7383 {
7384         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7385                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7386 }
7387
7388 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7389                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7390 {
7391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7392         unsigned long high;
7393         int err;
7394
7395         buf = strstrip(buf);
7396         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7397         if (err)
7398                 return err;
7399
7400         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7401
7402         return nbytes;
7403 }
7404
7405 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7406 {
7407         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7408                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7409 }
7410
7411 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7412                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7413 {
7414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7415         unsigned long max;
7416         int err;
7417
7418         buf = strstrip(buf);
7419         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7420         if (err)
7421                 return err;
7422
7423         xchg(&memcg->swap.max, max);
7424
7425         return nbytes;
7426 }
7427
7428 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7429 {
7430         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7431
7432         seq_printf(m, "high %lu\n",
7433                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7434         seq_printf(m, "max %lu\n",
7435                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7436         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7437                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7438
7439         return 0;
7440 }
7441
7442 static struct cftype swap_files[] = {
7443         {
7444                 .name = "swap.current",
7445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7446                 .read_u64 = swap_current_read,
7447         },
7448         {
7449                 .name = "swap.high",
7450                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7451                 .seq_show = swap_high_show,
7452                 .write = swap_high_write,
7453         },
7454         {
7455                 .name = "swap.max",
7456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7457                 .seq_show = swap_max_show,
7458                 .write = swap_max_write,
7459         },
7460         {
7461                 .name = "swap.events",
7462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7463                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7464                 .seq_show = swap_events_show,
7465         },
7466         { }     /* terminate */
7467 };
7468
7469 static struct cftype memsw_files[] = {
7470         {
7471                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7472                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7473                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7474         },
7475         {
7476                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7477                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7478                 .write = mem_cgroup_reset,
7479                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7480         },
7481         {
7482                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7483                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7484                 .write = mem_cgroup_write,
7485                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7486         },
7487         {
7488                 .name = "memsw.failcnt",
7489                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7490                 .write = mem_cgroup_reset,
7491                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7492         },
7493         { },    /* terminate */
7494 };
7495
7496 /*
7497  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7498  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7499  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7500  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7501  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7502  */
7503 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7504 {
7505         /* No memory control -> no swap control */
7506         if (mem_cgroup_disabled())
7507                 cgroup_memory_noswap = true;
7508
7509         if (cgroup_memory_noswap)
7510                 return 0;
7511
7512         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7513         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7514
7515         return 0;
7516 }
7517 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7518
7519 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */